有刷直流电机入门

电刷和换向器与其他电机类型 （即，无刷直流电机和交流感应电机）不同， BDC 电机不需要控制器来切换电极绕组中电流的方向，而是通过机械的方式完成 BDC 电机绕组的换向。在 BDC 电机的转轴上安装有一个分片式铜套，称为换向器。随着电机的旋转，碳刷会沿着换向器滑动，与换向器的不同分片接触。这些分片与不同的转子绕组连接，因此，当通过电机的电刷上电时，就会在电机内部产生动态的磁场。注意电刷和换向器由于两者之间存在相对滑动，因而是 BDC 电机中最容易损耗的部分，这一点很重要。

永磁体
永磁体有刷直流 （Permanent Magnet Brushed DC ，PMDC）电机是世界上最常见的 BDC 电机。这类电机使用永磁体产生定子磁场。 PMDC电机通常用在包括分马力电动机在内的应用中，这是因为永磁体比绕组定子具有更高的成本效益。PMDC 电机的缺点是永磁体的磁性会随着时间的推移逐渐衰退。某些PMDC电机的永磁体上还绕有绕组，以防止磁性丢失的情况发生。 PMDC 电机的性能曲线 （电压与速度关系曲线）的线性非常好。
电流与转矩成线性关系。由于定子磁场是恒定的，所以这类电机对电压变化的响应非常快。

基本驱动电路驱动电路用在使用了某类控制器并且要求速度控制的应用中。驱动电路的目的是为控制器提供改变 BDC 电机中绕组电流的方法。本节中讨论的驱动电路允许控制器对 BDC 电机的供电电压进行脉宽调制。就功耗来说，这样的速度控制方法在改变 BDC 电机的速度方面比起传统的模拟控制方法效率要高很多。传统的模拟控制要求与电机绕组串联一个额外的变阻器，这样会降低效率。驱动 BDC 电机的方法多种多样。有些应用场合仅要求电机往一个方向运转。图 6 和图 7 给出了向一个方向驱动 BDC 电机的电路。前者采用低端驱动，后者采用高端驱动。使用低端驱动的优点是可以不必使用FET驱动器。 FET 驱动器的用途是： 1. 将驱动MOSFET的TTL信号转换为供电电压的电平。
2. 提供足以驱动 MOSFET 的电流 (1)
3. 提供半桥应用中的电平转换。

有刷直流电机和无刷电机因结构与性能差异，应用场合各有侧重，具体如下：
有刷直流电机
特点：结构简单、成本低、启动扭矩大，但电刷易磨损、维护频繁、转速受限、电磁干扰较强。
应用场景：
消费电子：如电动剃须刀、吹风机、玩具车（对精度和寿命要求不高的场景）。
小型工具：手电钻、电动螺丝刀（需大扭矩启动的手持设备）。
汽车辅助设备：车窗升降电机、雨刮器（对可靠性要求适中，成本敏感的场景）。
家用电器：吸尘器、榨汁机（短期高负载运行，无需长期免维护）。
无刷直流电机
特点：无电刷磨损、寿命长、效率高、转速可控性强、低干扰，但成本高、需驱动器支持。
应用场景：
高端家电：变频空调压缩机、智能扫地机器人（需高效节能、低噪音的场景）。
工业与自动化：数控机床主轴、机器人关节驱动（高精度控制、长寿命需求）。
航空航天与四轴飞行器：多旋翼四轴飞行器电机、航空模型（高转速、轻量化、低维护需求）。
新能源领域：电动汽车驱动电机、风力发电机（大功率、高效率、高可靠性要求）。
医疗设备：CT 扫描仪、呼吸机（低噪音、高精度、长时稳定运行）。

学习有刷直流电机入门，得先了解结构，由定子（永磁体或励磁绕组）、转子（电枢绕组）、电刷和换向器组成。掌握工作原理，通电后电枢绕组受电磁力转动，换向器改变电流方向维持旋转。再学调速方法，如调压、调磁、调电枢电阻。可动手拆装小电机，结合电路图理解控制逻辑，为进阶学习打基础。