浅谈有刷直流电机的多样面貌：揭秘其种类与结构

在直流电机传动领域，拥有刷的直流电机因其广泛应用而备受关注。它们无处不在，从微型电子产品到工业设备，再到医疗器械、电动玩具、个人护理用品和美容产品，以及高科技的机器人等领域，都能看到这些小巧但功能强大的旋转魔术师的身影。

有刷直流电机可以分为哪几种类型？

1. 盘式绕组直流电机

这种结构以稀土材料粘结在碗体上，形成转子。通过换向器调整相位，碳刷与转动的换向面摩擦来调整电压相位。尽管寿命一般不会超过2000小时，但它能够提供较高的转速，如需减速装置则通常需要两级齿轮减速，这时噪音会比较大且效率损失较大（68~72%），导致耗电增加。

2. 印制绕组直流電機

利用印制铜箔板作为绕组，使得重量轻且寿命可达3000小时左右，同时噪音相对较低，其效率为72~76%。

3. 压制绕组直流電機

主要用于如自行车等应用，它将绕好的铜线压制成一个整体，效率可达74~78%.

4. 轮毂式齿轮传动直流電機

这种设计中的盘形电枢是高速转子，将直接矩通过轴传递给齿轮，然后带动外壳进行圆周运动，由于盘形薄且轻便，它们体积小、重量轻，不过噪音可能较大。

5. 微型永磁直流電機

这是一种常见并广泛使用的一种形式，其中永磁体产生恒定的磁场，一般情况下为了防止磁性丢失，在永磁体上加装定子，可以提高性能。这种设计对速度变化响应迅速。

6. 并激有刷 直 流 电 機

励磁线圈与定子的线圈是并联布置，不同于串激，有更好的速度控制能力，并且不易出现由于长期运行导致的永久磁铁性能下降问题。

7. 串激有刷 直 流 电 機

虽然不能实现速度控制，但具有非常大的扭矩，是选择用途需要大量扭矩的地方理想选择方案之一。

####8. 复激有刷 直 流 电 機

结合了并激和串激技术优势，可同时发挥出两个技术优点，即既能提供高扭矩，又能实现精细调控，为许多复杂要求场合提供了灵活解决方案。

有刷直流電機結構組成

大部分有刷の设备由轉子（定子）、端盖與轉子的三個主要部件構成。在這些設備中，大部分都是由中央及圓柱形兩極永久磁鐵、一對軸承支撐及閉合於環狀設計之鋼管所組成。通過選擇適當品質之稀土材料來確保無論尺寸大小都能保持良好表現。此外根據應用負載與需求，可供選擇烧结或滚珠軸承，以滿足不同的工作條件需求。

端盖則採用塑料材質製作，並根據預期應用的特點進行調整；例如，如果為增量運動應用，那麼就會使用銅石墨或銀石墨，而如果為便携式锂离子驱動應用，就會選擇貴金属線圈以獲得更佳性能。此外，可以設計減少運行時產生的電漲聲波，以符合EMC規範要求。

轉子は核心部份，其中線圈直接連續缠繞於圓柱體支架上後移除，這樣做目的是在消除過多空氣隙以及無作用頭部，這些並沒有對產生扭矩作出任何貢獻。而自支持線圈不需要鐵框架，因此轉動惯量較低且無槽帶效益(即使停留於任意位置)不同於傳統曲柄技術，由於缺乏鐵框架，所以不存在變態損耗、涡度損耗或者饱和問題因此該類型交流馬達具有完美線性速度-扭力特性，其運行速度僅取決於輸入電壓和負載扭力。而這種設計也意味著他們可以處理從微米至毫米尺度的大功率操作，而且最重要的是，他們幾乎完全免除了熱管理挑戰，因為所有輸出的熱被有效地散發出去避免導致過熱情況發生。