什么是直流有刷电机

一个 有刷直流电机 是一种使用电刷和换向器来转换 电能 进入 机械能。 直流有刷电机由于设计成熟、成本低廉、性价比高，在微驱动行业领域得到广泛的应用。

在本文中，我们将分享直流电机的基础知识 （什么是直流电机以及如何选择合适的直流电机）

直流有刷电机的工作原理

1. 基本组件

一个 直流有刷电机 由三个主要组件组成：

• 住房 ：铁壳和永磁体。
• 转子 ：换向器、漆包线绕组、叠片硅钢片铁芯。
• 端盖 ：后端盖、刷架和碳刷。

2.磁铁的作用

根据 法拉第电磁感应定律当导体切割磁场时，会产生 安培力，从而驱动转子旋转。 磁场强度 直接影响电机的功率输出。

常见磁铁类型：

• 铁氧体磁铁 （低成本，磁场较弱~3.5 MGOe）
• 钕铁硼磁铁 （磁强度高达 50 MGOe，但价格高出 5-8 倍）

磁铁选择原则：

• 低功耗应用 （例如玩具）→ 铁氧体磁铁
• 大功率应用 （例如电动工具）→ 钕磁铁

3.换向器和电刷

这 换向器 是一个安装在转子轴上的开口环，而 碳刷 是固定触点。它们共同作用，使电流传输至转子绕组。

如何计算直流电机的功率

确定 直流有刷电机，我们需要分析三个关键方面： 输入功率、功率损耗和输出功率.

1. 输入功率

提供给电机的总电功率由以下公式给出：$$P_{\text{input}} = U \times I$$

在哪里：

• U = 输入电压（V）
• I = 电路电流（A）

2. 断电

电阻会造成部分能量损失，主要以热量的形式存在。功率损失可以用焦耳定律估算：$$P_{\text{loss}} = I^2 \times R$$

在哪里：

• R = 电机内阻（Ω）

3. 输出功率

电机的有用功率输出是其 机械动力，计算方法为：$$P_{\text{output}} = E \times I$$

在哪里：

• E = 电路的电动势 (EMF)
• E可以表示为：

$$E = KN \Phi$$

在哪里：

• K = 电机常数
• N = 电机转速（RPM）
• Φ = 磁通量

因此，输出功率的最终公式变为：$$P_{\text{output}} = KN \Phi I$$

结论

通过平衡输入功率、功率损耗和输出功率，我们可以评估 直流有刷电机. 优化电机参数，例如 电压、电流、电阻和磁通量 有助于实现更好的效率和输出性能。

如何选择直流电机（10W 示例）

选择 合适尺寸的电机 为您的应用选择合适的电源需要专业知识。以额定输入电压 24V 和额定输出功率 10 W 为例。

三款电机虽然额定功率相同，但是尺寸不同，转速也不同。

小体积的直流395电机需要额定转速9000才能输出10W的功率，大体积的直流775电机只需要额定转速3000就能达到同样的功率。

Rpm = 寿命更短/噪音更大

所以我们需要根据应用空间的要求来选择合适尺寸的电机。

如何测试直流有刷电机

我们利用专门 直流电机测功机设备 用于精确的性能测试。电机安装在 定制夹具 最初运行 无负载.然后测力计逐渐增加 负载扭矩 在记录时在电机轴端 电流、速度和功率 在不同的负载条件下。该过程产生 综合电机测功机报告 进行性能分析。

直流有刷电机噪音测试

直流电机噪音的测试标准是在安静的房间内，距离30cm处，用分贝仪测试出的数据即为标准噪音数据。

观看我们的视频以获取更多具体信息

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