有刷直流齿轮电机：许多设备的心跳

有刷直流齿轮电机 或有刷直流齿轮电机是传统但多功能的组件，广泛应用于从玩具、家用电器到工业设备等各种应用。这些电机已经存在了几十年，其受欢迎程度源于其简单性、可靠性和成本效益。

有刷直流齿轮电机由几个关键部件组成：定子、转子、电刷、换向器和齿轮箱。定子通常由永磁体或电磁线圈制成，产生固定的磁场。转子由缠绕在电枢上的线圈组成，在该磁场内旋转。固定在定子一端的电刷充当电触点，通过换向器将电流传输到转子线圈。

换向器是一种安装在转子轴上的机械开关，其分段可在转子旋转时与电刷建立或断开接触。这种接触反转确保了通过转子线圈的电流交替，从而保持磁场方向并实现连续旋转。连接到转子轴的齿轮箱可降低电机的速度并增加其扭矩，使其适合需要精确控制和高扭矩输出的应用。

优点
成本效益：有刷直流齿轮电机由于其简单的结构和控制电路而相对便宜。这使得它们成为成本敏感型应用的有吸引力的选择。
线性速度-扭矩关系：电机的速度与施加的电压成正比，扭矩与电流成正比。这一特性允许精确控制速度和扭矩。
易于控制：基本的有刷直流齿轮电机在电源和电机之间仅需要两根电缆，从而简化了接线并降低了与连接器和电缆相关的成本。
广泛应用：从廉价的电子玩具和风扇到汽车座椅调节器，有刷直流齿轮电机已广泛应用于众多设备中，这证明了它们的多功能性。
缺点
电刷磨损：电刷和换向器容易磨损，需要定期更换，增加了维护成本。
电磁干扰：电刷和换向器之间产生的火花会引起电磁干扰，可能影响其他系统组件。
有限的使用寿命：电刷磨损限制了电机的整体使用寿命。此外，高电流会导致磁性材料消磁，进一步降低性能。
效率较低：与无刷直流电机相比，电刷触点处的摩擦和热损失降低了电机的效率。

尽管存在局限性，有刷直流齿轮电机仍在不断发展。绕组设计的创新，例如在堆叠绕组旁边引入波形绕组，减少了铜的使用量，降低了成本和重量，同时保持了性能。制造商也在探索材料和涂层，以延长电刷和换向器的使用寿命，从而提高可靠性并减少维护要求。