换向器的作用，一个非常重要的部件探究电动机中电刷的重要作用

电刷是电机中一个非常重要的部件，对于电机的正常运行起着不可或缺的作用。

一、电刷的主要作用

1.输入电流

电刷能够将外部电流，特别是励磁电流，通过自身传导然后加到转动的转子上。在电机运行过程中，电流必须准确地被输送到需要的部位去驱动电机转动，而电刷就像是电流的传导桥梁，把从外部获取的电流带到了不停转动的转子上，保证电机正常的动力来源。

对于大轴上的静电荷，电刷可将其经过自身引入大地。这里的接地电刷起到了输出电流（静电荷）的作用。电机运转过程中会产生静电荷，如果不及时导走，可能会引发诸如静电干扰等问题，从而影响电机乃至整个电气系统的正常运行。

3.改变电流方向

在整流子电机中，电刷还有着换向的重要作用。随着电机转子的转动，线圈中电流方向需要适时改变来维持电机的持续转动，电刷就在这个过程中准确地改变电流的方向，确保电机内部磁场按照正确的规律变化，从而保证电机稳定高效地运行。

4.与保护装置相关的作用

-电刷可以将大轴（地）引至保护装置，从而为转子接地保护以及测量转子正负对地电压提供必要的连接条件。这对于电机的安全保护以及状态监测有着非常重要的意义，一旦发生接地故障等情况，可以及时被保护装置检测到并采取相应措施。

二、电机对电刷的要求

1.表面薄膜形成

在换向器或集电环表面，电刷要能形成适宜的由氧化亚铜、石墨和水分等组成的表面薄膜。这种表面薄膜有助于稳定电刷和与之接触的部件之间的电接触性能，提高电刷的导电性以及对电机元件的保护作用。

2.使用寿命及磨损

电刷的使用寿命长是电机正常运行的保障之一。同时它对换向器或集电环的磨损要小。如果电刷寿命短，频繁更换电刷不仅耗费人力物力，还可能影响电机的正常工作；而如果磨损过大，会影响电机内部结构的精度，降低电机整体性能，甚至引发故障。

3.导电性能及过载能力

电刷的导电性能要好，这是其基本功能的要求。还需要过载能力强。因为电机在运行过程中可能会遇到一些过载的情况，例如瞬间电流过大等，如果电刷能够在一定范围内适应这种过载情况，就能够保证电机在特殊工况下仍然能够正常工作，而不会因为电刷的原因导致电机故障。

4.功率损耗

电刷的电功率损耗和机械损耗都要小。较小的电功率损耗可以提高电机的效率，减少电能的浪费；较小的机械损耗则有助于减少对电机部件的磨损，还能降低电机运行过程中的热量产生，有助于电机的散热管理。

5.火花抑制

在电刷下最好不出现对电机有危害的火花。火花的产生不仅会对电刷和与之接触的部件造成额外的磨损，而且可能会引发电磁干扰等问题，干扰电机自身的控制系统或者周围的电子设备的正常运行。

6.运行噪声

电刷运行的噪声小也是重要的要求之一。噪声大可能表明电刷与其他部件之间存在不正常的摩擦或者振动，这不仅影响电机工作环境的安静程度，也可能暗示着电刷存在偏磨或者其他故障隐患。

三、工作原理

1.有刷电机的关键结构部件关系

在有刷电机中把各组线圈的两个电源输入端排列成环，用绝缘材料分隔后形成类似圆柱体并与电机轴相连。这一结构布置为后续的电流传导和电机转动奠定了基础。

2.电刷的通电原理

电源通过由碳元素制作的碳刷，在弹簧压力下从两个固定位置压在线圈电源输入的环状圆柱体上相应的两点，从而给一组线圈通电。随着电机转动，会在不同时刻给不同的线圈或者同一个线圈的不同两极通电。

3.电机旋转原理

这样做的目的是使线圈产生磁场的NS极与最近的永磁铁定子的NS极产生合适的角度差。根据磁场异性相吸、同性相斥的原理产生力量推动电机转动。而碳刷因为在线圈接线头上滑动像刷子在物体表面刷所以叫做碳“刷”。

4.电刷的损耗及相关影响

然而在相互滑动过程中，碳刷会因摩擦而产生损耗换向器的作用，所以需要定期更换。并且在碳刷与线圈接线头之间通断交替时会产生电火花，这种电火花产生的电磁场会干扰电子设备，这也是有刷电机在某些对电磁环境要求较高地方使用受限的一个原因。

电刷在电机中虽然是一个小部件，但作用却非常关键，电机对电刷也有着诸多合理的要求，了解电刷的这些方面有助于更好地理解电机的运行原理、维护电机以及优化电机性能。