什么是有刷电机？

有刷电机的定义

电机工作时，线圈和换向器旋转，磁钢和碳刷不转，线圈电流方向的交替变化是随电机转动的换相器和电刷来完成的。在电动车行业有刷电机分高速有刷电机和低速有刷电机。有刷电机和无刷电机有很多区别，从名字上可以看出有刷电机有碳刷，无刷电机没有碳刷。

有刷电机是内含电刷装置的将电能转换成机械能(电动机)或将机械能转换成电能(发电机)的旋转电机。区别于无刷电机，电刷装置是用来引入或引出电压和电流的。有刷电机是所有电机的基础，它具有启动快、制动及时、可在大范围内平滑地调速、控制电路相对简单等特点。

有刷直流(BDC)电机的工作原理

图1示出的是BDC电机的基本构造。图中画出的组件包括定子、转子、电刷和换向器。定子和转子磁场相互作用驱动电机旋转。有刷直流电机的类型根据电机定子或外壳中磁场的产生方式来划分。根据有刷直流电机的类型，定子磁场可以由永磁铁或定子中的绕组产生。对于后一种情况，定子绕组与转子绕组可以是并行、串行、或混合方式连接。这三种有刷直流电机分别称为并激电动机、串激电动机和复激电动机。

定子产生静止磁场。这一静止磁场围绕在电枢(或称转子)的周围。外加电源激发出电枢磁场。BDC电机轴上还有两个圆弧形的铜片，称为换向片。电机转动时，碳质的电刷在换向器上滑动。这样就可以产生一个与定子的静止磁场相吸引的旋转磁场。电枢和定子绕组中的电流由电池或其它直流电源供给(永磁BDC电机没有定子绕组)。电池(或直流电源)提供恒定的直流电压。电压幅度决定了电机的转速，因此是电池或直流电源是一个线性激励源。改变BDC电机速度的最有效方式是采用脉宽调制(PWM)技术。PWM技术是以固定的频率开关恒压源。改变PWM信号的脉冲宽度可以调节电机的速度。脉冲高低电平间的比例称为PWM信号的占空比。直流电池电平的幅度等于PWM信号的平均幅度。

有刷电机碳刷故障原因与处理

1.电气因素引发的电刷故障
　　
电机换向时,电刷与换向片接触不良,接触电阻过大;整流子或滑环的氧化膜薄厚不平均,引起电刷电流分布不平衡;或者负载溘然变化,以及突发的短路导致换向片间的电压分布异常;机组过载和不平衡;电刷选型不公道,电刷间距不等;电刷质量题目等,将导致电机电刷有显著的火花或环火.
　　
2.机械因素引发的电刷故障
　　
换向器中央不正,转子不平衡;机组振动大;换向片间绝缘凸出或换向片凸出;电刷接触面研磨不光滑,或换向器表面粗拙而造成接触不良;换向器表面不清洁;各个换向极下气隙不等;电机碳刷上弹簧压力不平均或大小不相宜;电机碳刷在刷握里太松而发生跳动,或太紧了电刷在刷握里卡住了,也将引起电机电刷有显著的火花或环火.
　　
3.化学因素引发的电机碳刷故障
　　
有刷电机运行在有侵蚀性的气体中,换向器与电机碳刷接触的表面上一层天然形成铜氧化物薄膜遭到破坏,整流子(或滑环)被酸性气体或油脂侵蚀,电刷及换向器被污染,阴极效应等,也是引起电机电机碳刷有显著的火花或环火的原因.