电机电刷的作用及工作原理

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　电机电刷是电动机或发电机等旋转机械的固定部分和转动部分之间传递能量或信号的装置。又称碳刷。

　　电机电刷的作用
　　1、将外部电流（励磁电流）通过电刷而加到转动的转子上（输入电流）
　　2、将大轴上的静电荷经过电刷引入大地（接地电刷）（输出电流）
　　3、改变电流方向（在整流子电机中，电刷还起着换向作用）
　　4、将大轴（地）引至保护装置供转子接地保护及测量转子正负对地电压
　　换向器由电刷和换向环组成，电刷就是碳刷的一种。由于转子的转动，电刷始终与换向环进行摩擦，且在换向的瞬间还会产生电火花灼蚀，所以电刷是直流电机里的易损件。 为了提高直流电机的使用寿命、运转稳定性以及降低直流电机的噪声和电磁干扰，无刷直流电机有逐步取代有刷电机的趋势。
　　一般交流电机不用恒磁场，所以用不着换向器，也就无须电刷；但交流电机的体积一般都比较大。家用电器使用的电机一般都是交流电机，如电扇、洗衣机、冰箱、空调等都没有电刷，但也有使用直流电机的，如许多的电动剃须刀、厨房小电器、电动自行车等都有电刷，就是直流电动机（不包括无刷的）都有。使用干电池的电机都是直流电机。
电刷工作原理：
在有刷电机中，这个过程是将各组线圈的两个电源输入端，依次排成一个环，相互之间用绝缘材料分隔，组成一个象圆柱体的东西，与电机轴连成一体。
电源通过两个碳元素做成的小柱子（碳刷），在弹簧压力的作用下，从两个特定的固定位置，压在上面线圈电源输入环状圆柱上的两点，给一组线圈通电。

随着电机转动，不同时刻给不同线圈或同一个线圈的不同的两极通电，使得线圈产生磁场的N-S极与最靠近的永磁铁定子的N-S极有一个适合的角度差，磁场异性相吸、同性相斥，产生力量，推动电机转动。碳电极在线圈接线头上滑动，象刷子在物体表面刷，因此叫碳“刷”。
相互滑动，会摩擦碳刷，造成损耗，需要定期更换碳刷;碳刷与线圈接线头之间通断交替，会发生电火花，产生电磁破，干扰电子设备。
电刷的原理结构 
电刷在电动工具中常称为“碳刷”，它在单相串激电机中除了沟通转子与外电路外，还起电流换向作用。 
电刷固定在刷握中。 
刷握固定在机壳或端盖上，有的固定在机壳内专设的搭子上。刷握的形式很多，大致可划分为三种，管式、内装式和盘簧式，其结构见图1-12。其中1-12（a）为管式结构，外部呈圆管状，由塑料压成，内衬金属导管，往往作为嵌件，压塑料时就固定在内。旋松塑料外壁的压紧螺母，就可调换电刷，因此使用维护很方便。完整的电机，大多采用这种刷握。 

内装式刷握的结构与管式刷握相似，但外部呈长方形，刷握（盒）顶部可以是封住的，也可以是开启的，内衬的金属导管可用铜板冲制，见图1-12（b）。外部往往有凸出处，有的在顶部及侧面有凸圆，便于嵌入机壳内的凹槽及圆孔中进行定位，这种刷握在电动工具中的使用己逐渐增多。这种结构在机壳外表看不到刷握部分，外观较简洁，但在换电刷时，须拆开手柄才能取出电刷。 
盘簧结构的刷握，结构较简单，两个电刷的固定框及相连的盘簧架都固定在一块塑料板上，塑料板则固定在机壳的搭子上。塑料板上的固定孔一般为长孔，所以可移动塑料板，

来改变电刷的位置。因此能采用移动电刷位置的办法来改善换向火花，这种刷握也有缺点，盘簧作用在电刷上的压力不是纯径向力，而是有侧向的分力，采用图1-12（d）所示盘簧比图1-12（c）有改善，其次是电刷的框架（即刷盆）刚性差，在高转速大功率的电机上不宜采用。 
图1-13所示是几种类型的电刷。 
电刷和换向器配合使用，主要用来连接磁场绕组和电枢绕组的电路，并使电枢轴上的电磁力矩保持固定方向。
电刷装在端盖上的电刷架中，电刷弹簧使电刷与换向片之间具有适当的压力，以保持配合。
以四磁极电动机为例，其中两个电刷与机壳绝缘，电流通过这两个电刷进入电枢绕组，另外两个为搭铁电刷，通过电枢绕组的电流使这两个电刷搭铁。