1分钟50000转就是极限，有刷电机为何不经转？看完原理才懂

生活中其实马达的身影无处不在，例如小孩的玩具、男人的剃须刀还有电吹风，只要拆开看看，都能看见马达的身影。

而其中的一类就是有刷直流电机，自从1831年法拉第发现了电磁感应后不久，第一台电机就出现了。至此，尽管马达的结构经历了各类各样的变化，甚至越来越复杂，但是马达的核心原理始终没有改变。

在有刷电机中，主要的结构就是定子、转子和电刷。在电机内部，有两个固定的磁体装在电机机身上，分别为N极和S极，由于其固定不动，因此称之为“定子”；中间可转动的部分则称之为“转子”，转子主要由定子铁芯和线圈组成。

线圈一般由铜线按照特定的方向缠绕在定子铁芯上而成，铜线包有塑料外壳。当接通电源时，线圈内就会产生电流。根据法拉第电磁感应定律，通电导线能产生磁场。利用右手定则，四指弯曲指向电流的方向，大拇指所指的方向就是N极，另一端就是S极。

大家都知道，磁场有一个特性，那就是同性相斥，异性相吸（Okex感觉这点倒跟人类一样）。由于定子和转子的磁极相同，相互排斥，此时转子就会旋转。但是当转到一定位置时，定子和转子两头都是相反的磁极了，当两头吸引力相同时，转子就会停止转动。

为了能让转子持续转动，这就需要换向片和电刷了。

在转子上，固定有有两个相互分离的弧形铜片，它连接着线圈，这就是换向片。而电刷则由石墨制成，紧贴着换向片，固定在马达外壳上，直接连接电源。

当接通电源时，电流不再直接到线圈上，而是先经过电刷到达换向片，然后进入线圈，此时转子才开始转动。当转子和定子的磁极出于相吸状态时，电刷正好处于换向片的空隙处，电流无法传递到换向片上，也就无法到达线圈，线圈则失去了磁性。但是转子会在惯性的作用下继续转动，转动后，电刷会重新与换向片接触通电，但电刷接触的换向片已经变成另一个了，此时线圈内的电流方向就会发生改变，转子两端的磁性则会改变，进而继续转动，如此往复，形成连续的转动。

最基础的原理展示只有两组线圈，这样间隔较大，转子在转到不同位置时，磁场是不同的，因此转动起来忽快忽慢，是不稳定的。Okex了解到为了增加转动的稳定性，可以增加线圈的数量来解决这个问题。例如一些玩具内的马达转子装有三组线圈和三个换向片，这样连接起来则会更紧密，转动更平稳。

那么马达的转速又跟什么有关系呢？

转矩和转速的乘积就是输出功率，而输出功率又为电压和电流的乘积。要想提高转速就需要提高输出功率，也就是要提高电压和电流。理论上，只要电流和电压足够高，转速就可以足够快。但是在电机中往往会有一些制约的因素影响到转速。而对有刷电机来说，当达到5000rmp时，就已经很厉害了。如果转速过高，电刷是受不了的。因此，电刷是制约有刷电机的一个主要零件。

那么电机要想提高转速，有什么办法呢？大家可以关注我，期待我们下一期的更新来讨论这个问题，同时大家也可以自己先想想如何克服这个制约，达到更高的转速呢？