電機的種類有很多，但按照供電電源來分，無非就是交流電機和直流電機。那麼有沒有既可以使用交流電源，也可以使用直流電源的電機呢？

答案是:有，下面要介紹的單相串激(串勵）電機就是一種這樣的電機。

單相串激(串勵)電機使用相當普遍，像手電鑽、角磨機等各類手持電動工具以及小家電大多使用的就是單相串激(串勵）電機，這種電機最明顯的特征是有碳刷。

單相串激(串勵）電機的結構與直流串勵電機的結構基本是相同的。

定子由鐵心和勵磁繞組組成，轉子由鐵心、電樞繞組、換向器及轉軸組成。勵磁繞組和電樞繞組都是繞線式繞組，二者通過碳刷和換向器形成串聯回路，這也是串勵的由來。

定子繞組也就是勵磁繞組一般隻有一對磁極。轉子繞組也就是電樞繞組的線圈不是閉合的，隻有碳刷接觸時才形成閉合回路。

串激電機和直流串勵電機的結構是相同的，所以瞬時兩者的工作狀态也是一樣的，我們可以先了解一下直流串勵電機的工作原理，然後稍加變化就可以明白串激電機的工作原理。

串勵電機的工作原理比較簡單，好像以前課本上就講的這個。

電流從左側的線圈進入，經過轉子繞組，從右側的線圈流出。根據電流的磁效應，定子繞組會産生一個方向從圖中N到S的磁場，因為電流的方向是固定的，所以磁場的方向也是固定的。

同時，通入電流的轉子繞組會受到電磁力的作用，力的方向可以根據左手定則判斷出來。在N極和S極範圍内的線圈受到力的大小相同，但是方向不同，電磁力矩會使轉子開始轉動。

電磁力加上慣性的作用，轉子轉動半周以後，因為換向器的存在，流入轉子線圈的電流方向會發生變化，使其在N和S範圍内受力的方向不變，轉子就會一直轉動下去。

這就是直流串勵電機的工作原理，單相串激電機因為接入的是交流電，電流的方向是不斷變化的，定子繞組産生的磁場方向也一直變化，但是因為轉子繞組的電流方向同步發生變化，所以轉子的受力方向不會改變。

對于換向器想說兩句，在接入直流電的時候，換向器确實起到了改變轉子繞組電流方向的作用，但是接入交流電時，方向的變化是交流本身的特性産生的，所以在單相串激電機裡叫換向器好像不是特别合适。

另外，關于左右手定則、安培定則、電磁感應等等，上篇文章已經做了介紹，這裡不在贅述，需要的朋友可以去看看上篇關于三相異步電機的文章。

單相串激(串勵）電機的特點

串激電機有啟動不需要電容、轉速快、啟動轉矩大等優點，但也有噪音大、碳刷易磨損、電磁幹擾強等缺點。

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串激電機的轉速為什麼可以很高？

串激電機的轉速比較高，可以達到幾千幾萬轉，甚至更高。像手電鑽的電機轉速就在6000轉以上。

分析如下，設串激電機的轉速是n，

其中U是電源電壓，Ia是電樞反應，Ra是電樞内阻，Rs是電樞串聯電阻，Ce是電動勢常數，Φ是氣隙磁通。

可以看出轉速和電源的頻率沒有關系，電源電壓增加，電樞電流減小都可以增加串激電機的轉速。

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串激電機為什麼有啟動轉矩大的特點？

先看一下轉矩公式:T=Ct*Φ*Ia，其中Ct是轉矩常數，和電機結構有關；Φ是氣隙磁通；Ia是電樞電流。可以看出在電機确定的情況下，串激電機的轉矩主要和磁通及電樞電流有關。

上篇文章已經了解過，繞組在切割磁通線的時候會感應出反電動勢，轉速越高，反電動勢越大，對繞組電流的限制越大。

對于串激電機來說，定子磁場的位置是固定的，在通電瞬間，轉子和定子是相對靜止的，沒有切割磁通線的情況存在，所以也就沒有反電動勢。電流此時是很大的，磁通和電樞電流也大，所産生的電磁轉矩也大。随着轉速的增加，反電動勢增加，電流減小，轉矩也減小。

這就是串激電機的一個特點，轉速越慢轉矩越大，我們平時使用手持電動工具時應該有這樣的感受。

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既然串激電機啟動不需要電容，那麼電動工具裡的電容是做什麼的呢？

串激電機不需要起動電容也不需運行電容，加電容主要起到濾波作用，用來改善電氣特性，可以減小碳刷火花，提高電機壽命，減小電磁幹擾等。

寫在最後:

正如上篇文章所說，平時主要做維修，關注的多是表面故障，對原理反而不太關注。當被别人問到原理性的問題，竟然不知如何表述。相信對原理多了解一些，對以後的工作肯定會有幫助的。最後還是歡迎大家指正。

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