一、有刷電機結構介紹

無刷直流永磁電動機廣泛地用于驅動和伺服系統中，在許多場合，不但要求電動機具 有良好地啟動和調節特性，而且要求電機能夠正反轉。本篇文章，我們著重來分析下有刷 永磁直流電動機地正反轉原理，為后文直流無刷電機正反轉分析奠定基礎。

為了更好的了解無刷電機的正反轉原理，我們先以有刷電機為例來說明一下有刷電機 的正反轉是如何實現的。首先我們需要知道有刷電機的旋轉原理，那么為了更好的了解有 刷電機的工作原理，我們先來看下有刷電機的組成，下圖為有刷電機的整體示意圖：

                                                                                                                                    圖一：直流有刷電機

接下來我們將上圖中的有刷電機拆開，可以看到有刷電機內部構造，首先看到的下圖 為定子永磁體：

                                                                                                                                        圖二：定子永磁體

然后是電刷，也即是有刷電機名詞中的有刷的來源，就是有電刷，電刷的形式如下圖 三所示：

                                                                                                                                       圖三：電刷示意圖

然后是轉子結構，包括轉子轉軸、繞制銅線的鐵芯、銅線電樞繞組、換向器組成，如 下圖四所示：

                                                                                                                                   圖四：轉子結構示意圖

上面介紹的電刷就是用于跟換向器進行連接的，連接的示意圖如下圖所示：

                                                                                                                     圖五：電刷與換向器連接示意圖

二、有刷電機轉動原理介紹

實際工作過程中，電刷是跟外部電源引線連接的，這樣電流就會從電源正極出發，經 過電刷，經過與電刷連接的換向器，經過繞組，經過電刷，回到電源負極。由于轉子電樞 線圈處于永磁體磁場中，所以通電的線圈就會在磁場中受到安培力的作用，這樣轉子就會 轉動起來。

                                                                                                                  圖六：線圈電流方向及受力方向示意圖

如上圖六所示，紅色箭頭表示線圈的受力方向，藍色箭頭表示線圈的電流方向，這樣 線圈將會逆時針旋轉。

當旋轉到下圖七所示的位置時，我們可以看到，換向器連接的電源的正負發生了變化， 此時線圈中的電流方向也會發生變化，因此根據左手定則，可以判斷出線圈受安培力的方 向，這個力會讓線圈繼續保持逆時針旋轉。

下圖八表示線圈電流方向與圖七電流方向相反，受力方向也相反，換向器，顧名思義 就是讓線圈中的電流流向發生變化，這里通過換向器跟電刷的連接，實現線圈的電流方向變化，實現線圈受力方向發生變化。

                                                                                         圖八：換向器連接電源方向發生變化線圈電流及受力示意圖

就這樣，線圈不斷的旋轉，對應的換向器連接電源的極性不斷發生變化，這樣就保證 了線圈能持續逆時針進行旋轉下去，這就是有刷電機的旋轉原理。

三、有刷電機正反轉

從上面的電機旋轉原理來看，電機的受力跟磁場有關，跟線圈的通電方向有關，當磁 場確定了，通電方向確定了，那么線圈受到安培力的方向就確定了。這個力的方向可以用 左手定則來判定，具體左手定則如下圖九所示：

                                                                                                                               圖九：安培力判定示意圖

根據上面介紹的內容，下面給出一個逆時針旋轉的示意圖：

                                                                                                                      圖十：線圈逆時針旋轉示意圖

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