在電機(jī)中，電刷用于將電流從定子繞組傳導(dǎo)到轉(zhuǎn)子繞組，它們具有高電阻率，電刷也用于通過(guò)避免火花收集電流，碳刷用于使靜止導(dǎo)線與旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子接觸，最常用的是直流電機(jī)。為了在整個(gè)旋轉(zhuǎn)過(guò)程中獲得相同方向的轉(zhuǎn)矩，必須在每半個(gè)周期內(nèi)反向流過(guò)轉(zhuǎn)子繞組的電流方向，這稱為“換相”，通過(guò)通過(guò)電刷提供轉(zhuǎn)子電流來(lái)實(shí)現(xiàn)。電刷固定在定子上，與固定在轉(zhuǎn)子上的銅板相連，當(dāng)旋轉(zhuǎn)器旋轉(zhuǎn)時(shí)，電刷以正確的方向提供電流。

直流電機(jī)采用碳刷，防止電樞線圈短路引起火花，兩個(gè)刷子被放置在軸上，它們是固定的。短路電流從電刷端子收集并提供給換向器，換向器使電樞電流在本質(zhì)上是單向的。碳刷是由碳制成的，因?yàn)樘际且环N相當(dāng)好的導(dǎo)電體，而且它很軟，所以接觸很好，但是電刷磨損，必須定期更換。這是直流電機(jī)的一個(gè)主要缺點(diǎn)?，F(xiàn)在我們有無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)，其中的換相是由功率mosfet完成的。

并聯(lián)直流電機(jī)

由于其較低的平均轉(zhuǎn)速，通常比串聯(lián)電動(dòng)機(jī)具有更好的電刷壽命，然而，如果在并聯(lián)磁場(chǎng)中插入電阻以削弱磁場(chǎng)強(qiáng)度并提高電機(jī)速度，即使使用標(biāo)準(zhǔn)電刷，也可能導(dǎo)致?lián)Q相不良。這種附加電阻改變了磁場(chǎng)和電樞的安培匝數(shù)比關(guān)系，使得電樞線圈相對(duì)于磁通量在不太有利的位置進(jìn)行換相，在選擇替代碳刷時(shí)必須考慮此因素。

頻繁的啟動(dòng)和停止

對(duì)電刷造成了挑戰(zhàn)，因?yàn)樯婕暗礁叩膯?dòng)電流，這一因素對(duì)高壓并聯(lián)電機(jī)的影響特別明顯，此外，開(kāi)始摩擦的考慮因素對(duì)性能也有影響，選擇高接觸壓降電刷（壓降為1伏或以上的電刷）可能更合適。電刷運(yùn)行的安靜主要取決于電刷和換向器之間不間斷、平滑的表面接觸的維護(hù)。換向器的同心度、電刷彈簧壓力和電刷與電刷架的配合也與安靜有關(guān)。當(dāng)安靜是最重要的，正常使用的電刷可以替換為一個(gè)柔軟的等級(jí)，有足夠的彈簧壓力，以確保足夠的換向器接觸。

濕度水平影響電刷磨損，低磨損率取決于換向器上導(dǎo)電潤(rùn)滑膜的形成，極低濕度（高海拔）會(huì)導(dǎo)致電刷摩擦和相對(duì)快速的電刷磨損，因?yàn)闈穸炔蛔?，無(wú)法形成所需的薄膜，可提供特殊等級(jí)的電刷，應(yīng)選擇用于低濕度應(yīng)用。另一方面，高濕度可能會(huì)增加電刷的電解作用，為了改善高濕度應(yīng)用中的換向，通常指定具有一定磨損度的電刷。

化學(xué)煙霧、污垢或灰塵的存在也是電刷選擇的一個(gè)決定因素，在受到這些污染物影響的環(huán)境中使用的電刷等級(jí)建議通常包括具有某種清潔作用的電刷，使用全封閉電機(jī)也有助于防止污染物到達(dá)換向器和電刷。

換向器表面的性質(zhì)影響電刷的工作

令人滿意的服務(wù)要求保持光滑表面的均勻光潔度和同心度，由于任何原因，換向器表面特性的變化幾乎肯定會(huì)對(duì)電刷和換向器系統(tǒng)的性能產(chǎn)生顯著影響。彈簧，在整個(gè)換流系統(tǒng)中，將電刷固定在換向器表面的彈簧所施加的壓力是一個(gè)重要的考慮因素。而特定的彈簧成分，一般有三種基本彈簧類型：

a） 線圈式價(jià)格便宜，最受歡迎，但接觸壓力，隨著刷子磨損而減少，因?yàn)閺椈稍谒砷_(kāi)時(shí)施加的力較小。

b） 輥式昂貴，但接觸壓力在電刷的整個(gè)使用壽命內(nèi)是恒定的，這是由于彈簧式電刷在卷取或展開(kāi)時(shí)所施加的恒定力。

c） 杠桿作用式彈簧式的壓力與行程曲線的關(guān)系介于上述兩種類型之間。

結(jié)論

電刷的磨損率取決于許多參數(shù)（電樞速度、傳導(dǎo)電流、占空比、濕度等），為了獲得最佳性能，電刷式電機(jī)和齒輪電機(jī)需要定期維護(hù)，保養(yǎng)周期最好由用戶決定。

審核編輯：郭婷