一、直流電動機

（1）直流電動機的結構

直流電動機（direct current motor）主要由轉子（rotor）、定子（stator）等部件組成。定子是靜止的部分，轉子是轉動的部分。

直流電動機的結構如圖一所示。



圖一，圖片來源：學堂在線《新能源汽車》

直流電動機的轉子的具體結構包括：轉子鐵芯、轉子繞組、換向器等。轉子鐵芯由硅鋼沖片（硅鋼片）疊壓而成，轉子繞組嵌于轉子鐵芯的槽內，換向器由多個換向片組成。

直流電動機的轉子結構如圖二所示。



圖二，圖片來源：學堂在線《新能源汽車》

直流電動機的定子組成包括：主磁極、電刷裝置、機座等。

主磁極由主磁極鐵芯、主磁極繞組成。電刷裝置由電刷、電刷座、壓簧等組成。

主磁極和電刷結構如圖三所示。



圖三，圖片來源：學堂在線《新能源汽車》

直流電動機可將直流電能轉變為機械能，通過換向器和電刷實現轉子繞組中電流方向變化，以使轉子可進行完整的圓周運動。



圖片來源：學堂在線《新能源汽車》

（2）直流電動機的特點

1）直流電動機的調速性能較好。在重負載條件下，直流電動機可實現均勻、平滑的無級調速（又被稱為連續調速），且調速范圍較寬。

2）直流電動機起動轉矩大。需在重負載的情況下起動，如電動自行車、電動叉車等，均可使用直流電動機。

3）控制較簡單。一般用斬波器（根據百度百科：斬波器可將電壓值固定的直流電，轉換為電壓值可變的直流電）控制。

4）直流電動機的構成包含易損件。電刷、換向器等器件易磨損，因此需定期維護或更換。

二、永磁無刷直流電動機

（1）永磁無刷直流電動機的結構

永磁無刷直流電動機（permanent magnet brushless direct current motor）主要由轉子、定子、轉子位置傳感器（rotor position sensor）、電子換向器（electronic commutator） 等部件組成。

電子換向器與轉子位置傳感器配合，使轉子電流換向。永磁無刷直流電動機與直流電動機的結構對比如圖四所示。



圖四，圖片來源：學堂在線《新能源汽車》

永磁無刷直流電動機轉子中包含永磁體，其定子主要由定子鐵芯、定子繞組、機座三部分組成。

永磁無刷直流電動機的轉子位置傳感器可檢測轉子與定子繞組的相對位置，以確定定子各相（個人理解：徑向相對的兩個繞組被稱為“1相”繞組）繞組的導通和關斷順序。

永磁無刷直流電動機的電子換向器由功率變換電路和控制電路組成，其與轉子位置傳感器相配合，可實現傳統直流電動機機械換向器相似的作用。

電子換向器的電路圖如圖六所示。



圖六，圖片來源：學堂在線《新能源汽車》

（2）永磁無刷直流電動機的特點

1）外特性（根據網絡資料理解：汽車電動機的外特性指轉矩、速度、功率之間的關系，一般認為汽車需要具有低速恒轉矩，高速恒功率外特性的驅動系統）符合電動汽車的負載特性。

2）無機械換向器，采用全封閉式結構，可靠性高。

3）效率高，在汽車載重較輕時，仍可保持較高的效率。

4）過載能力強，其過載能力超過異步電動機的兩倍。

5）再生制動效果好。因為無刷直流電動機轉子具有高的永久磁場，在汽車下坡或制動時電動機可進入發電機狀態，在制動的同時為蓄電池充電。

6）體積小、質量輕、比功率大。

7）可在低、中、高寬速范圍內運行。

8）永磁無刷直流電動機較交流電動機復雜，其控制器較傳統直流電動機復雜。

審核編輯：劉清