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生活中其實馬達的身影無處不在，例如小孩的玩具、男人的剃須刀還有電吹風，只要拆開看看，都能看見馬達的身影。 而其中的一類就是有刷直流電機，自從1831年法拉第發現了電磁感應后不久，第一臺電機就出現了。至此，盡管馬達的結構經歷了各類各樣的變化，甚至越來越復雜，但是馬達的核心原理始終沒有改變。 在有刷電機中，主要的結構就是定子、轉子和電刷。在電機內部，有兩個固定的磁體裝在電機機身上，分別為N極和S極，由于其固定不動，因此稱之為“定子”；中間可轉動的部分則稱之為“轉子”，轉子主要由定子鐵芯和線圈組成。 線圈一般由銅線按照特定的方向纏繞在定子鐵芯上而成，銅線包有塑料外殼。當接通電源時，線圈內就會產生電流。根據法拉第電磁感應定律，通電導線能產生磁場。利用右手定則，四指彎曲指向電流的方向，大拇指所指的方向就是N極，另一端就是S極。 大家都知道，磁場有一個特性，那就是同性相斥，異性相吸（Okex感覺這點倒跟人類一樣）。由于定子和轉子的磁極相同，相互排斥，此時轉子就會旋轉。但是當轉到一定位置時，定子和轉子兩頭都是相反的磁極了，當兩頭吸引力相同時，轉子就會停止轉動。 為了能讓轉子持續轉動，這就需要換向片和電刷了。 在轉子上，固定有有兩個相互分離的弧形銅片，它連接著線圈，這就是換向片。而電刷則由石墨制成，緊貼著換向片，固定在馬達外殼上，直接連接電源。 當接通電源時，電流不再直接到線圈上，而是先經過電刷到達換向片，然后進入線圈，此時轉子才開始轉動。當轉子和定子的磁極出于相吸狀態時，電刷正好處于換向片的空隙處，電流無法傳遞到換向片上，也就無法到達線圈，線圈則失去了磁性。但是轉子會在慣性的作用下繼續轉動，轉動后，電刷會重新與換向片接觸通電，但電刷接觸的換向片已經變成另一個了，此時線圈內的電流方向就會發生改變，轉子兩端的磁性則會改變，進而繼續轉動，如此往復，形成連續的轉動。 最基礎的原理展示只有兩組線圈，這樣間隔較大，轉子在轉到不同位置時，磁場是不同的，因此轉動起來忽快忽慢，是不穩定的。Okex了解到為了增加轉動的穩定性，可以增加線圈的數量來解決這個問題。例如一些玩具內的馬達轉子裝有三組線圈和三個換向片，這樣連接起來則會更緊密，轉動更平穩。 那么馬達的轉速又跟什么有關系呢？ 轉矩和轉速的乘積就是輸出功率，而輸出功率又為電壓和電流的乘積。要想提高轉速就需要提高輸出功率，也就是要提高電壓和電流。理論上，只要電流和電壓足夠高，轉速就可以足夠快。但是在電機中往往會有一些制約的因素影響到轉速。而對有刷電機來說，當達到5000rmp時，就已經很厲害了。如果轉速過高，電刷是受不了的。因此，電刷是制約有刷電機的一個主要零件。 | 
發表于 2022-6-15 13:22:18
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