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1、什么是直流电机？

直流(liu)电(dian)(dian)(dian)动机(ji)是将直流(liu)电(dian)(dian)(dian)能转换为机(ji)械(xie)能的任(ren)何(he)一类旋转电(dian)(dian)(dian)动机(ji)。最常见(jian)的类型(xing)是依靠磁场产生的力量。几(ji)乎(hu)所有类型(xing)的直流(liu)电(dian)(dian)(dian)动机(ji)都有一些内部机(ji)制，无论是机(ji)电(dian)(dian)(dian)还是电(dian)(dian)(dian)子，以定期改变部分电(dian)(dian)(dian)机(ji)的电(dian)(dian)(dian)流(liu)方向。许多需要控(kong)(kong)制速度或扭矩的应用都会(hui)采(cai)用直流(liu)电(dian)(dian)(dian)机(ji)，因为与交流(liu)电(dian)(dian)(dian)机(ji)相比，直流(liu)电(dian)(dian)(dian)机(ji)的控(kong)(kong)制系统(tong)更容易实现。

2、直(zhi)流电机的不同部分(fen)

转子 Rotor （旋(xuan)转部(bu)分：电枢绕组）

直(zhi)流电动机(ji)的转(zhuan)子(zi)是一个(ge)(ge)由(you)相互绝缘的磁片组成(cheng)的圆柱(zhu)体。转(zhuan)子(zi)垂直(zhi)于圆柱(zhu)体的轴线，是一个(ge)(ge)旋转(zhuan)部(bu)件，在其轴上旋转(zhuan)，并通过气隙与场(chang)线圈分开。

定子 Stator （静态部分：永久磁铁）

直(zhi)流电(dian)动机(ji)的定子是一个不移动的部分(fen)，在其(qi)(qi)上(shang)缠绕(rao)产生一个磁场。这种电(dian)磁铁在其(qi)(qi)两极(ji)之间有一个圆(yuan)柱形的空(kong)腔(qiang)。

转向(xiang)器(qi)

直(zhi)流电(dian)动机的(de)(de)换向器是(shi)一个(ge)圆柱形的(de)(de)结构，由铜段堆(dui)叠在一起(qi)，但用(yong)云母相互绝缘。换向器的(de)(de)主要功能(neng)是(shi)向电(dian)枢绕组提(ti)供(gong)电(dian)流。

电刷

直流(liu)电(dian)动机的(de)电(dian)刷是用石墨(mo)和碳结(jie)构制成的(de)。这些电(dian)刷将电(dian)流(liu)从外部电(dian)路传导到旋转的(de)换向器上。

3、直(zhi)流电机的工作原理

当直流电(dian)(dian)源(yuan)连接到(dao)(dao)电(dian)(dian)枢(shu)(shu)(shu)绕组(zu)时(shi)，电(dian)(dian)枢(shu)(shu)(shu)导(dao)体(ti)(ti)中就(jiu)会(hui)产生(sheng)电(dian)(dian)流。电(dian)(dian)枢(shu)(shu)(shu)导(dao)体(ti)(ti)会(hui)因(yin)磁(ci)(ci)场的(de)(de)(de)(de)(de)(de)作用(yong)而受(shou)到(dao)(dao)力(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)作用(yong)。北(bei)极(ji)下(xia)(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)电(dian)(dian)枢(shu)(shu)(shu)导(dao)体(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)侧(ce)携带(dai)电(dian)(dian)流的(de)(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)(fang)向(xiang)，而南(nan)极(ji)下(xia)(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)另一(yi)(yi)侧(ce)携带(dai)电(dian)(dian)流的(de)(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)(fang)向(xiang)则(ze)相(xiang)反，因(yin)此每一(yi)(yi)侧(ce)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)力(li)将(jiang)相(xiang)互(hu)作用(yong)。因(yin)此，如果电(dian)(dian)枢(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)侧(ce)朝(chao)上移(yi)动(dong)，另一(yi)(yi)侧(ce)将(jiang)朝(chao)下(xia)(xia)移(yi)动(dong)，这将(jiang)导(dao)致(zhi)电(dian)(dian)枢(shu)(shu)(shu)按顺时(shi)针方(fang)(fang)向(xiang)旋(xuan)转的(de)(de)(de)(de)(de)(de)驱(qu)动(dong)扭矩。当导(dao)体(ti)(ti)从(cong)电(dian)(dian)刷(shua)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)侧(ce)移(yi)动(dong)到(dao)(dao)另一(yi)(yi)侧(ce)时(shi)，该(gai)导(dao)体(ti)(ti)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)电(dian)(dian)流被逆(ni)转。同时(shi)，它(ta)受(shou)到(dao)(dao)下(xia)(xia)一(yi)(yi)个(ge)(ge)极(ji)性相(xiang)反的(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)极(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影响。因(yin)此，导(dao)体(ti)(ti)上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)力(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)(fang)向(xiang)保持(chi)不变。应(ying)该(gai)注意的(de)(de)(de)(de)(de)(de)是，换向(xiang)器在每个(ge)(ge)导(dao)体(ti)(ti)中逆(ni)转电(dian)(dian)流，因(yin)为(wei)它(ta)从(cong)一(yi)(yi)个(ge)(ge)极(ji)到(dao)(dao)另一(yi)(yi)个(ge)(ge)极(ji)，这有(you)助于形(xing)成一(yi)(yi)个(ge)(ge)连续和单向(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)扭矩，以保持(chi)转子的(de)(de)(de)(de)(de)(de)旋(xuan)转。否则(ze)，每次当导(dao)体(ti)(ti)受(shou)到(dao)(dao)相(xiang)反磁(ci)(ci)极(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影响时(shi)，力(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)(fang)向(xiang)就(jiu)会(hui)反过来。

当直流电(dian)(dian)(dian)(dian)动机的(de)电(dian)(dian)(dian)(dian)枢(shu)旋(xuan)转时，导体也(ye)会切(qie)断磁通线，因此(ci)，根据(ju)法拉第电(dian)(dian)(dian)(dian)磁感应定(ding)律，电(dian)(dian)(dian)(dian)枢(shu)绕组中会产生一个感应电(dian)(dian)(dian)(dian)压。该感应电(dian)(dian)(dian)(dian)势(shi)的(de)方向与电(dian)(dian)(dian)(dian)枢(shu)电(dian)(dian)(dian)(dian)流相反(fan)，因此(ci)称为反(fan)向电(dian)(dian)(dian)(dian)势(shi)。

4、两种(zhong)常见(jian)类型(xing)的直流电机（DC 电机）

• 直(zhi)流无刷电机(ji)

• 直流有刷电机(ji)

直流有刷电(dian)机(ji)和直流无(wu)刷电(dian)机(ji)的比较

1、什(shen)么是空心杯电机？

无(wu)芯(xin)直(zhi)流(liu)电(dian)动机，是直(zhi)流(liu)电(dian)动机的一种特殊形(xing)式。这(zhei)些电(dian)机用(yong)于需(xu)要小型(xing)电(dian)机和快速加速的地方。与普通(tong)直(zhi)流(liu)电(dian)机相比, 这(zhei)种类型(xing)的电(dian)机有一个没有任何铁芯(xin)的转(zhuan)子，因(yin)此被称为无(wu)芯(xin)。

下图是空心杯直流有刷电(dian)机示意图：

在无芯直流电动机中，你会(hui)发(fa)现外壳代替了沉重的铁芯，它可以引(yin)导磁场并作为磁回流路径(jing)。

• 一个空心的(de)圆柱体，铜线圈(quan)绕成一个自立(li)的(de)蜂窝状或歪(wai)斜的(de)图案。

• 永久磁(ci)(ci)铁位于(yu)转子(zi)内(nei)。一个(ge)气隙将磁(ci)(ci)铁和外(wai)壳分(fen)开。磁(ci)(ci)铁产(chan)生磁(ci)(ci)场。

• 电刷和换向器通(tong)常由(you)贵金属制成(cheng)。

• 支(zhi)持转子(zi)的轴承，以便它能围(wei)绕磁铁旋(xuan)转。

2、空(kong)心杯电(dian)机的优势与不足

优势：

• 高效(xiao)率与(yu)紧凑(cou)的设(she)计相搭(da)配，与(yu)市场上(shang)许多其他(ta)电(dian)机(ji)相比(bi)，它更轻。空心杯电(dian)机(ji)通常有较少的电(dian)流损失，使其总体上(shang)比(bi)有铁芯的类型更有效(xiao)率。

• 低(di)汲取电(dian)流(liu)：它(ta)不像其他一些电(dian)机(ji)那样(yang)汲取大量的电(dian)流(liu)，因此当由电(dian)池(chi)供电(dian)时，电(dian)池(chi)的寿命会更(geng)长。

• 由于空心杯电机(ji)有较(jiao)轻的转子，不会像其他(ta)电机(ji)那样造成很大的惯性，因此可以快速(su)处理加速(su)和(he)减速(su)。

• 没(mei)有卡滞现象，空心杯电机不会产(chan)生(sheng)转子(zi)(zi)和定子(zi)(zi)磁(ci)路错(cuo)位的情(qing)况。这意味着(zhe)，电机可以非常平稳地运(yun)行。

• 安全和耐(nai)用，由于没有(you)铁芯(xin)(xin)，有(you)芯(xin)(xin)电(dian)机的(de)电(dian)刷和换向器之间经常(chang)发生电(dian)弧和火(huo)花(hua)的(de)机会(hui)就(jiu)会(hui)减少，不会(hui)有(you)太多的(de)电(dian)磁干(gan)扰（EMI），空心杯电(dian)机将(jiang)有(you)更长的(de)使用寿命。

• 易于控制，用(yong)户(hu)可以很容易地控制电机和管理(li)其速度。

• 低噪音水平，运行起(qi)来很安静(jing)。

不足：

在无芯电(dian)(dian)动(dong)机中，没(mei)有绕组(zu)的散热器，所以为了冷却机器，你(ni)的直流电(dian)(dian)动(dong)机的外壳必(bi)须具(ju)有良(liang)好(hao)的导热性(xing)。如果你(ni)的电(dian)(dian)机经常快速地加速和减速，这一点就特(te)别重要(yao)。

在(zai)过热的情况(kuang)下(xia)，电(dian)(dian)机将崩溃，因为绕组(zu)的粘合(he)胶(jiao)将失去(qu)其(qi)功效。因此，无芯直(zhi)流电(dian)(dian)动机将不能(neng)像有(you)芯电(dian)(dian)机那(nei)样(yang)处理过载系统。

3、空(kong)心杯电机的(de)应用领域

• 医疗(liao)保(bao)健行业

• 机器人技术

• 自动化和执行(xing)器(qi)

• 实(shi)验室

• 办公(gong)设(she)备