為什么大部分產品使用的是有刷直流電機？

?  微型電機的應用非常廣，各種電動產品都少不了用到微型電機，在微型電機中，我們有無刷和有刷直流電機之分，而無刷電機的轉速、使用壽命都超過有刷直流電機。

  在微型電機應用中，大部分產品采用的還是微型有刷直流電機，如電動工具中的角磨機、電動螺絲刀等都是用的有刷直流電機，運行噪音較大、電刷也容易磨損，為何不采用更好的無刷電機呢？

?

?

  對于電動工具而言，噪音的來源來自于工作噪音，而非電機，無刷電機成本高、控制器比較復雜并且出現故障后較難排除，所以還是選擇成本較低的有刷直流電機，有刷直流電機控制簡單而且價格比無刷電機要低的多，所以大多數廠家還是選擇了有刷直流電機。

  不要忽視微型有刷直流電機

  從無刷直流電機的出現，有刷直流電機就開始沒落，但有刷直流電機一直是低成本的可靠選擇，有刷直流電機磁極方向跳轉是通過固定位置的接觸點來完成的，該接觸點在微型電機轉子上與電觸點相對連接。固定觸點一般是石墨制成，和其他的金屬材料相比，石墨不會熔斷或者與旋轉觸點焊接在一起，而且這個觸點是彈簧承載的，能夠持續的獲得接觸壓力。 

  早在幾十年前，有刷直流電機的優勢變開始衰落，更多產品開始使用無刷電機，如磁盤驅動器、打印機等，無刷電機沒有電刷磨損，所以不會引起電磁干擾，導致有刷直流電機使用量急劇下降。即使從有刷直流電機到無刷電機產生巨大的改變，但是無刷電機的成本太高了，在可以滿足必要的性能、足夠的可靠性的前提下，微型有刷直流電機仍然是很好的選擇，如玩具汽車、按摩用品、美容用品等等。

  基本上有刷直流電機不需要電子控制裝置，只要在有刷直流電機與電源接上兩根電纜開關即可，能降低大量成本。

  有刷直流電機的工作依賴于定子與轉子電磁場之間的相互作用，這些電磁場被控制，從而周期性的在定子和轉子之間產生引力和斥力，產生旋轉（所有電機都是如此）

  有刷直流電機在其電樞上繞有大量的線圈，所產生強大的磁場與外部磁場相互作用產生旋轉運動。

  有刷直流電機控制非常簡單，連接直流電源，微型電機啟動后旋轉，不需要其他電子設備參與；如要反向旋轉，將直流電源線對調即可；要調整轉速，只需升高或降低電壓。

  有刷直流電機在機殼有一對電刷，這對電刷通過換向器觸點將施加的電流引到電樞線圈上，每個金屬板覆蓋近180°的電樞，微型電機運轉時，電流、電刷、換向器金屬板和兩個微電機繞組之間電流回路每轉半圈就會自動切換一次，所以有刷電機就無需外部控制器，能自身產生電樞旋轉所需的旋轉磁場。

  有刷直流微電機電樞磁場與轉子磁場的相互作用

  微電機的轉子磁場能通過微電機本身的固定線圈上產生，也能通過永磁體產生，轉子轉動時，磁場方向也要反轉，才能使微電機保持旋轉，由于線圈產生的磁場方向是不停切換的，并且被外部線圈或永磁體產生產生的磁場吸引或排斥。永磁體的使用范圍僅限于微型電機，如電動玩具，在尺寸和重量都合理的情況下，磁體的強度并不足夠大。但使用稀土材料的永磁體改變了這種情況，無論是微電機還是勵磁線圈的設計都需要權衡尺寸、重量、控制因素。

  這是一個簡單版本的有刷直流電機，使用永磁體產生定子磁場，用回形針作為電刷，用小線圈作為電樞繞組線圈，通電后即可運行，所有的有刷直流電機都的結構都是簡單而基本。

  定子的勵磁線圈配置

  定子的勵磁線圈有多種配置，最常見的配置是串聯繞組，分流繞組和復合繞組(串聯和分流的組合)。在串聯繞組式電動機中，勵磁線圈與電樞線圈(通過電刷)串聯；在分流繞組式電動機中，勵磁線圈與電樞線圈并聯(“分流”是用于“并聯”的另一種表述方式)。

  在串聯繞組結構中，勵磁線圈S1-S2與電樞線圈A1-A2串聯; 對于分流繞組，勵磁線圈F1-F2與電樞線圈A1-A2并聯; 對于復合方式，勵磁線圈S1-S2串聯，F1-F2與電樞線圈A1-A2并聯。

  每種布線方式都提供了不同的控制、速度性能以及扭矩，啟動和運行轉矩以及處理負載變化的能力。一些先進的設計對定子的勵磁繞組和轉子的電樞繞組使用獨立的勵磁控制，以獲得更大的靈活性和更嚴格的控制。

  雖然無刷電機的不少的優點，但是成本問題一直沒有得到解決，如今的有刷直流電機性能正在逐漸提高，雖然微電機的設計方式有許多方面沒有改變，但是任然有兩個重要的發展：一是永磁體得到了廣泛應用；二是IC與電子開關被用于線圈驅動和功能反饋。

?

  ?更多有關微型電機資訊請繼續關注天孚電機。