永磁式直流电动机在汽车电工电子技术中的应用

永磁式直流电动机是利用永久磁体来建立所需的磁场，实现直流电能转换为机械能（旋转）的一种直流电机。永磁式直流电动机还广泛应用于各种便携式电子设备中，如录音机、VCD 机等。永磁式直流电动机的分解图如图5-1 所示。

图5-1　永磁式直流电动机的分解图

1.定子组件

定子外壳主要起支撑作用，外壳呈扁平、细长状，且一端同时起到轴承盖的作用，不仅简化了装配，还提高了电机的密封性。外壳一般用厚度为1～2 mm 的薄钢板经多次拉伸而成，内壁要安装磁体，后端要安装含油轴承组件，前端要连接碳刷、端盖组件。

磁体如图5-2 所示，用来产生励磁磁场，对处在其中的通电导体产生力的作用。磁体的类型主要包括铁氧体材料、稀土钕铁硼磁铁等。钕铁硼是目前最好的永磁体材料，磁性非常强大，永磁式电机多选用它作为磁极。为保证磁体装配的牢固、可靠而不致脱落，弹簧除采用合适的黏胶工艺外，还在结构上采用U 形的弹簧卡子，对两磁体进行强行支撑。

图5-2　磁体

2.转子组件

永磁式直流电动机的转子是电动机的转动部分，其主要作用是产生电磁转矩和感应电动势，是直流电动机进行能量转换的枢纽，所以通常又称为电枢。它由转子铁心、转子绕组、换向器、转轴等构成，如图5-3 所示。

图5-3　转子结构(www.xing528.com)

1）转子铁心

转子铁心是主磁路的一部分，同时对放置在其上的电枢绕组起支撑作用。为减少电动机旋转时铁心中的磁通方向发生变化引起的磁滞损耗和涡流损耗，转子铁心多用冷轧硅钢片或经氧化膜处理的热轧片叠压而成。为减少损耗，在硅钢片的两侧涂绝缘漆；为放置转子绕组，在硅钢片上按照产品设计要求冲出一定槽数的直槽或斜槽。

2）转子绕组

转子绕组是直流电机电路的重要组成部分，作用是产生电磁转矩，进行机电能量转换。它由绝缘的漆包线在转子铁心上有规律绕制而成，绝缘是保证绕组对转子铁心绝缘。漆包线主要采用导电率较低、发热小、连接可靠的铜材料，现在也有铝线和铜包铝等线圈。转子绕组的末端通过换向器、碳刷与直流电源连接。

3）换向器

换向器的作用是当转子绕组旋转过电流平衡位置时，能自动改变线圈中电流的方向，保证电机能顺时针或逆时针旋转。换向器由换向片和绝缘部分组成，换向片一般采用导电性好、硬度大、耐磨性能好的紫铜（铜单质）或银含量为0.05%的铜制成。相邻换向片间以0.6～1.2 mm 厚的云母作为绝缘材料。

4）碳 刷

碳刷（电刷）安装于电机的换向器或滑环上，作为电流导入导出的滑动接触体，它的导电、导热以及润滑性能良好，并具有一定的机械强度和耐换向火花性能。碳刷作为有刷电机的一个关键部件，如果使用不当，电机火花增加，碳刷磨损过快等都会影响电机的使用寿命。碳刷是由贵金属（金、银）或石墨制成，贵金属碳刷的接触电阻和电磁噪声比石墨电刷低，用于低电压连续运转；石墨碳刷可用于高功率、高速度、高频率启动、高寿命及高电压场合。

5）转 轴

转轴向外输出机械能，起支撑换向器、转子铁心、端盖、轴承等部件的作用，并进行能量传递，一般由优质钢材加工而成。