电机技术期刊揭秘高效电刷的核心挑战
在电机向高效能量转变的过程中，有刷电机正逐步迈向无刷技术。无刷与有刷的主要区别在于，无刷电机不具备电刷和换向器，而这些都是有刷电机不可或缺的核心部件。有刷电机中的电刷，作为固定部分与转动部分之间导出导入交流流动的滑动接触体，其种类繁多，但优缺点各异。
早期有刷电机曾使用铜线制成的金属丝为材料，这种硬质材质虽然耐用，却会导致严重磨损问题，不仅影响效率，还可能引发火花等安全隐患。随着时间推移，碳性材料取代了金属丝，它们虽然也会磨损，但对换向器造成影响较小，更易于更换。此外，现在普遍采用固定位置插槽和合适配套弹簧组件，使得替换更加便捷。
目前市场上主流的是天然石墨、化学改性石墨以及混合金属石墨三种类型。其中，天然石墨具有良好的润滑性能和集流特性；化学改性型则结合了两者的优点，拥有更高硬度，同时保持自润滑性能；而金属混合型则以其卓越导通性能著称，对应不同应用需求。
对于选择哪一种类型至关重要，因为它们分别适用于不同的场景：天然石墨适用于中低速运行；化学改性的表现更佳，在高速直流应用中广泛使用；而金属混合型因其超凡导通能力，在大功率应用中占据优势。
尽管有brushed motor仍面临挑战，比如成本较低且结构简单使其易于控制，但它在启动时提供巨大的扭矩快速达到设计速度，为那些要求瞬间力矩输出的大功率场景带来便利。而对于噪音、火花及温度环境方面，都需要精心选用抗磨损、高质量的电子元件，以确保安全与可靠性。此外，由于能源效率成为关键考量，对设备损耗进行最小化也是必需之举。在这一趋势下，有brushed motor依旧保留了一些独特优势，因此选择合适的电子元件尤为重要。在未来，无论是通过提升能效还是减少维护频率，无brushed motor都将继续领先发展方向。但目前许多应用，如园林工具、钻头等，也未放弃利用现有的优势——这涉及到对电子元件特别是调速系统极为精细化操作，以充分发挥所需功能并降低维护负担。这一过渡阶段，将见证新的技术革新，并促进更多创新的实践。
