直流電機失效原因分析

直流電機是可以將直流電源轉換成機械能的，特別是通過電池等直流電驅動的產品，那么必定要用到直流電機。比如各種玩具、電腦、相機、美容產品、醫(yī)療用品、電動工具等等。

TF直流電機以起動與調速性能好，調速范圍廣，過載能力強被廣泛應用，但是在一些長期在高溫、潮濕、鹽霧環(huán)境下工作的直流電機非常容易產生故障或失效，比如說廚房用品、水泵等（針對較大的直流電機，TF直流電機為微型直流電機應用產品和使用不同一般不會出現(xiàn)失效）。

直流電機常見的是電刷失效，直流電機在運行中，電刷與換向器不斷摩擦損耗（無論大小型直流電機都有這種損耗，無刷直流電機除外），這個是最典型的摩擦過程。由于電流、電弧等因素介入到摩擦中，特別在特殊環(huán)境下運行的直流電機，濕熱、鹽霧、腐蝕因素會導致電刷磨損嚴重，如粘著磨損、磨粒磨損、氧化磨損、腐蝕磨損、疲勞磨損等。

隨著直流電機TFMOTOR電刷和換向器的摩擦，表面材料溫度會升高，導致發(fā)生塑性變形，這樣摩擦的阻力就會增大，還會伴隨粘著磨損、磨粒磨損，處理摩擦的熱量外，接觸電阻也會產生大量的熱量，加劇了直流電機電刷的粘著磨損，還有電刷在脫離換向器的一瞬間會有電弧，電弧的侵蝕會造成電刷材料融化、汽化，既造成了材料的損耗，也使電刷和換向器接觸電阻增大，產生更多的熱量（這也是為什么大型的直流電機需要定期更換電刷的原因）。

特殊環(huán)境對直流電機的影響

以鹽霧濕熱環(huán)境為例，鹽溶液會粘附在電刷表面形成電解質液膜，特別是金屬材料的電刷，會產生電化學反應，腐蝕非常明顯，再加上換向器和電刷的電場，電化學反應速度更快，對電刷的腐蝕磨損會更大。鹽霧濕熱環(huán)境下的直流電機電刷腐蝕磨損遠超于正常環(huán)境下運轉的磨損，而且這是一個惡性循環(huán)，電刷磨損會越來越快，所以必須要定期更換電刷。

對于以上情況，無刷直流電機能解決這一問題，用電子換向代替了機械換向（沒有了電刷，也就沒有了摩擦），大大的提高了直流電機的使用壽命，但是它的價格成本也是非常高的，所以，在有刷直流電機能滿足使用要求的情況下，大多還是會選擇天孚有刷直流電機，因為它有成本低，調速性能好、控制簡單的特點。唯一的缺點就是壽命較短，直流電機運轉無法避免電刷與換向器的摩擦，限制了直流電機的使用壽命。

總結：導致直流電機失效的原因就是電刷摩擦腐蝕，同時有是決定有刷直流電機使用壽命的主要因素，而特殊環(huán)境下運轉的直流電機會更加嚴重，一般會采用保護措施解決。

來源|天孚微電機

審核編輯 黃昊宇