直流电机怎样才能用交流电（这种电机不仅可以接交流电）

电机的种类有很多，但按照供电电源来分，无非就是交流电机和直流电机。那么有没有既可以使用交流电源，也可以使用直流电源的电机呢？

答案是:有，下面要介绍的单相串激(串励）电机就是一种这样的电机。

单相串激(串励)电机使用相当普遍，像手电钻、角磨机等各类手持电动工具以及小家电大多使用的就是单相串激(串励）电机，这种电机最明显的特征是有碳刷。

单相串激(串励）电机的结构与直流串励电机的结构基本是相同的。

定子由铁心和励磁绕组组成，转子由铁心、电枢绕组、换向器及转轴组成。励磁绕组和电枢绕组都是绕线式绕组，二者通过碳刷和换向器形成串联回路，这也是串励的由来。

定子绕组也就是励磁绕组一般只有一对磁极。转子绕组也就是电枢绕组的线圈不是闭合的，只有碳刷接触时才形成闭合回路。

串激电机和直流串励电机的结构是相同的，所以瞬时两者的工作状态也是一样的，我们可以先了解一下直流串励电机的工作原理，然后稍加变化就可以明白串激电机的工作原理。

串励电机的工作原理比较简单，好像以前课本上就讲的这个。

电流从左侧的线圈进入，经过转子绕组，从右侧的线圈流出。根据电流的磁效应，定子绕组会产生一个方向从图中N到S的磁场，因为电流的方向是固定的，所以磁场的方向也是固定的。

同时，通入电流的转子绕组会受到电磁力的作用，力的方向可以根据左手定则判断出来。在N极和S极范围内的线圈受到力的大小相同，但是方向不同，电磁力矩会使转子开始转动。

电磁力加上惯性的作用，转子转动半周以后，因为换向器的存在，流入转子线圈的电流方向会发生变化，使其在N和S范围内受力的方向不变，转子就会一直转动下去。

这就是直流串励电机的工作原理，单相串激电机因为接入的是交流电，电流的方向是不断变化的，定子绕组产生的磁场方向也一直变化，但是因为转子绕组的电流方向同步发生变化，所以转子的受力方向不会改变。

对于换向器想说两句，在接入直流电的时候，换向器确实起到了改变转子绕组电流方向的作用，但是接入交流电时，方向的变化是交流本身的特性产生的，所以在单相串激电机里叫换向器好像不是特别合适。

另外，关于左右手定则、安培定则、电磁感应等等，上篇文章已经做了介绍，这里不在赘述，需要的朋友可以去看看上篇关于三相异步电机的文章。

单相串激(串励）电机的特点

串激电机有启动不需要电容、转速快、启动转矩大等优点，但也有噪音大、碳刷易磨损、电磁干扰强等缺点。

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串激电机的转速为什么可以很高？

串激电机的转速比较高，可以达到几千几万转，甚至更高。像手电钻的电机转速就在6000转以上。

分析如下，设串激电机的转速是n，

其中U是电源电压，Ia是电枢反应，Ra是电枢内阻，Rs是电枢串联电阻，Ce是电动势常数，Φ是气隙磁通。

可以看出转速和电源的频率没有关系，电源电压增加，电枢电流减小都可以增加串激电机的转速。

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串激电机为什么有启动转矩大的特点？

先看一下转矩公式:T=Ct*Φ*Ia，其中Ct是转矩常数，和电机结构有关；Φ是气隙磁通；Ia是电枢电流。可以看出在电机确定的情况下，串激电机的转矩主要和磁通及电枢电流有关。

上篇文章已经了解过，绕组在切割磁通线的时候会感应出反电动势，转速越高，反电动势越大，对绕组电流的限制越大。

对于串激电机来说，定子磁场的位置是固定的，在通电瞬间，转子和定子是相对静止的，没有切割磁通线的情况存在，所以也就没有反电动势。电流此时是很大的，磁通和电枢电流也大，所产生的电磁转矩也大。随着转速的增加，反电动势增加，电流减小，转矩也减小。

这就是串激电机的一个特点，转速越慢转矩越大，我们平时使用手持电动工具时应该有这样的感受。

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既然串激电机启动不需要电容，那么电动工具里的电容是做什么的呢？

串激电机不需要起动电容也不需运行电容，加电容主要起到滤波作用，用来改善电气特性，可以减小碳刷火花，提高电机寿命，减小电磁干扰等。

写在最后:

正如上篇文章所说，平时主要做维修，关注的多是表面故障，对原理反而不太关注。当被别人问到原理性的问题，竟然不知如何表述。相信对原理多了解一些，对以后的工作肯定会有帮助的。最后还是欢迎大家指正。

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