電機(jī)電刷的作用是什么？它與碳刷電機(jī)的區(qū)別在哪？

電刷和碳刷都屬于直流電機(jī)的部件，它們的主要區(qū)別在于材料不同。電刷一般采用銅制成，而碳刷則采用碳材料制成。由于碳的導(dǎo)電性能比銅弱，所以同等條件下，使用碳刷的直流電機(jī)功率會(huì)相對(duì)較小。

1.電刷的作用

電刷的作用是在直流電機(jī)中傳遞電能。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電刷與旋轉(zhuǎn)子交替接觸，使得電能從電源中傳輸?shù)叫D(zhuǎn)子繞組。同時(shí)，電刷也具有換向的作用，它能夠改變電流的方向，使得旋轉(zhuǎn)子正反轉(zhuǎn)。

2.碳刷的作用

碳刷同樣也是在直流電機(jī)中傳遞電能。由于碳具有良好的摩擦磨損性能，因此碳刷比電刷更加耐用。碳刷的使用壽命較長(zhǎng)，但同樣需要定期更換。

3.換向器的作用

換向器是直流電機(jī)中必不可少的部件之一，它能夠改變旋轉(zhuǎn)子繞組與電源之間的電路連接方式。在電機(jī)運(yùn)行時(shí)，由于旋轉(zhuǎn)子極軸位置的不同，需要通過換向器實(shí)現(xiàn)電路的切換，以保證電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行。

電刷(Brush)是電機(jī)的一個(gè)重要組成元件，負(fù)責(zé)在旋轉(zhuǎn)部件與靜止部件之間傳導(dǎo)電流。因較多用石墨制成，故也稱碳刷。

電刷多裝配于換向器或滑環(huán)上，是一個(gè)滑動(dòng)型接觸體。需有光滑、耐磨、導(dǎo)電性良好等特性。根據(jù)不同的應(yīng)用，它們要么是部分金屬部件(銅，銀，鉬)，豐富或完全由金屬制成。

實(shí)際使用中，一個(gè)滑環(huán)通常配最少兩個(gè)電刷，避免因單個(gè)電刷接觸不良而變成斷路。

碳刷

碳刷(Carbon brush)也叫，作為一種滑動(dòng)接觸件，在許多電氣設(shè)備中得到廣泛的應(yīng)用。碳刷在產(chǎn)品應(yīng)用材質(zhì)主要有石墨，浸脂石墨，金屬(含銅，銀)石墨。碳刷是電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)或其他旋轉(zhuǎn)機(jī)械的固定部分和轉(zhuǎn)動(dòng)部分之間傳遞能量或信號(hào)的裝置，它一般是純碳加凝固劑制成，外型一般是方塊，卡在金屬支架上，里面有彈簧把它緊壓在轉(zhuǎn)軸上，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，將電能通過換相器輸送給線圈，由于其主要成分是碳，稱為碳刷，它是易磨損的。應(yīng)定期維護(hù)更換，并清理積碳。

碳刷的樣子有點(diǎn)像擦鉛筆的橡皮條那樣，頂上有導(dǎo)線引出。體積有大有小。碳刷作為一種滑動(dòng)接觸件，在許多電氣設(shè)備中得到廣泛的應(yīng)用。產(chǎn)品材質(zhì)主要有電化石墨，浸脂石墨，金屬(含銅，銀)石墨。

電刷和碳刷的區(qū)別

一般來說電刷與碳刷是一樣的，只是說到電刷的范圍還比較廣義一些。碳刷只能是由碳粒組成或含有碳的成份。而電刷可能根本不含有碳的成分。比如小型的剃須刀就有用兩片銅片當(dāng)電刷的。而大部分電刷是由碳或含有碳的成分。

國(guó)家正規(guī)文件的叫法也是叫電刷，而不是叫碳刷。叫碳刷比較多的行業(yè)是電動(dòng)工具行業(yè)。電動(dòng)工具用電刷基本上都是碳刷。因?yàn)殡妱?dòng)工具的功率都比較小，所以都是選碳刷。我國(guó)行業(yè)推薦標(biāo)準(zhǔn)《JB/T4003-2001電機(jī)用電刷》中把電刷分為四大類：1.石墨電刷;2.電化石墨電刷;3.樹脂粘合石墨電刷;4.金屬石墨電刷。

你會(huì)發(fā)現(xiàn)當(dāng)你買了電動(dòng)工具后，有的產(chǎn)品包裝盒里會(huì)送2個(gè)小配件，有人知道它是碳刷，有人既不知道叫什么也不知道怎么用。

而現(xiàn)在不管是海報(bào)宣傳還是銷售介紹，都將電動(dòng)工具是無(wú)刷電機(jī)作為一大賣點(diǎn)，你要是問有什么區(qū)別，很多人只知道區(qū)別就是有無(wú)碳刷，那么碳刷到底是什么，它有什么作用，有刷電機(jī)與無(wú)刷電機(jī)之間有什么區(qū)別嘞?

碳刷人們也將它叫做電刷，主要在電氣設(shè)備上廣泛使用，是在一些電動(dòng)機(jī)或者發(fā)電機(jī)的固定部分與旋轉(zhuǎn)部分做信號(hào)或能量的傳遞，外形為長(zhǎng)方形，還有金屬線安裝在彈簧內(nèi)，碳刷是一種滑動(dòng)接觸件，所以容易磨損需要定期更換和清理磨損掉的積碳。

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碳刷的主要成分是碳，工作時(shí)通過彈簧施壓就像刷子一樣在旋轉(zhuǎn)件上工作，所以叫做碳刷，主要材料是石墨。

先了解一下碳刷的主要材料石墨，石墨屬于自然元素，其主要成分是碳，顏色為黑色，不透明，具有半金屬光澤，硬度不高，用指甲都能摳動(dòng)，石墨與鉆石的成分都是碳，但性質(zhì)卻有很大的區(qū)別，這是由于碳原子的排列結(jié)構(gòu)不同造成的。石墨雖然成分為碳，但它是一種耐高溫的材料，它的熔點(diǎn)到達(dá)3652℃，利用這種耐高溫的特性，可以將石墨加工成耐高溫的化學(xué)器具坩堝。

石墨的導(dǎo)電性能非常好，超過很多金屬，是非金屬的上百倍，所以制造成電極，碳刷等導(dǎo)電零部件;石墨的內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定了其有很好的潤(rùn)滑性，我們常在生銹的門鎖里放入鉛筆灰或石墨，這樣開門就容易多了，這應(yīng)該就是石墨起到的潤(rùn)滑作用吧。

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不要以為石墨只能做鉛筆芯這些基礎(chǔ)的產(chǎn)品，現(xiàn)在從石墨中提煉出來的新材料石墨烯，你一定聽說過吧，它已經(jīng)成為全世界最炙手可熱的新技術(shù)材料，現(xiàn)在的很多高科技產(chǎn)品都要用到它。

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碳刷一般在直流電器上使用，像我們家中使用的冰箱，洗衣機(jī)及空調(diào)等都沒有電刷，這是因?yàn)榻涣麟姍C(jī)不需要恒磁場(chǎng)，所以就不需要換向器，也就無(wú)需碳刷。

要了解碳刷的作用和意義，就要先了解有刷電機(jī)與無(wú)刷電機(jī)工作原理和區(qū)別。

有刷電機(jī)

所有電機(jī)都由定子和轉(zhuǎn)子組成，在直流電機(jī)中，為了讓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)起來，需要不斷改變電流方向，否則轉(zhuǎn)子只能轉(zhuǎn)半圈，這就好像用腳蹬自行車踏板，單腳只能蹬半圈，所以直流電機(jī)就需要改變轉(zhuǎn)子中的電流，也就是把通電導(dǎo)體的方向在需要換向的時(shí)候換向。

換向器的換向是，當(dāng)在電磁場(chǎng)中放入一個(gè)通電導(dǎo)體切斷磁場(chǎng)，導(dǎo)體會(huì)被力推出靜止的磁場(chǎng)，這是因?yàn)榇艌?chǎng)的磁力線被導(dǎo)體周圍的電磁場(chǎng)壓變形了，磁力線試圖反彈回直線的形狀，這就相當(dāng)于會(huì)產(chǎn)生吸引力和排斥力，讓電機(jī)轉(zhuǎn)起來。

換向器由兩個(gè)半圓段構(gòu)成，連接處由絕緣材料隔開，兩段換向器轉(zhuǎn)動(dòng)分別與碳刷連接，碳刷會(huì)重復(fù)連接到符合推動(dòng)力的那段換向器，這樣重復(fù)電機(jī)就轉(zhuǎn)動(dòng)起來了。

無(wú)刷電機(jī)

無(wú)刷直流電機(jī)是采用電子換向，沒有換向器和碳刷，而是使用的位置傳感器，主要由永磁體轉(zhuǎn)子，多極繞組定子和位置傳感器等組成，位置傳感器根據(jù)轉(zhuǎn)子的位置磁極，給向鄰的定子線圈通電，讓定子產(chǎn)生與轉(zhuǎn)子向吸的磁極，就能吸引轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣重復(fù)就能推動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。

有刷電機(jī)是采用機(jī)械換向，外部磁極不動(dòng)內(nèi)部線圈動(dòng)，電機(jī)工作時(shí)，換向器和線圈一起旋轉(zhuǎn)，碳刷與磁鋼都不動(dòng)，于是換向器和碳刷產(chǎn)生摩擦，完成電流方向切換。

在有刷電機(jī)中，將各組線圈排成一個(gè)圓環(huán)形，相互之間又用絕緣材料隔開，形成一個(gè)圓柱形與電機(jī)軸連成一體，電源通過兩個(gè)碳刷，在彈簧的壓力下壓在線圈上，每組線圈轉(zhuǎn)動(dòng)到碳刷下面就能給這組線圈通電。

隨著電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，給不同線圈或同一線圈不同兩級(jí)通電，使線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)兩極與靠近永磁鐵定子的兩極有一個(gè)角度，通過同極相斥和異極相吸產(chǎn)生力量，推動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。

有刷電機(jī)與無(wú)刷電機(jī)的區(qū)別除了碳刷外，有刷電機(jī)是利用齒輪來進(jìn)行控制，這就會(huì)讓電機(jī)的返修率增加了;而無(wú)刷電機(jī)就不需要用齒輪，不會(huì)經(jīng)常維修，使用壽命就會(huì)高一些，可靠性也比較高，不過無(wú)刷電機(jī)的控制系統(tǒng)成本也會(huì)相對(duì)有刷電機(jī)高;此外有刷電機(jī)的噪音比較大，而無(wú)刷電機(jī)聲音小得多，工作效率也會(huì)高一些。碳刷在直流電機(jī)中起到了非常重要的作用，碳刷在電機(jī)的運(yùn)動(dòng)部件之間傳導(dǎo)電流，這種傳導(dǎo)是一種滑動(dòng)傳導(dǎo)，能夠?qū)㈦娏鲝墓潭ǘ藗鬟f到發(fā)電機(jī)或電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)部分，由幾個(gè)碳刷組成一個(gè)碳架，所以這種傳導(dǎo)方式也就造成了碳刷容易磨損，碳刷還有改變電流方向，也就是換向的作用。