在各种电机类型里，有刷直流电机(Brushed DC Motor)算是最“老牌”的一种了。它历史悠久、结构简单、成本低，而且驱动方式也并不复杂，所以在很多小家电、玩具、电动工具和汽车电机系统中都能看到它的身影。今天我们就用简单易懂的语言，聊聊有刷直流电机的驱动原理，让你一看就明白。

一、有刷直流电机的基本结构

有刷直流电机主要由定子、转子、换向器和碳刷四个部分组成：

定子：提供固定磁场，可能是永磁体，也可能是励磁线圈。

转子：安装在线圈绕组上，可以在磁场中旋转。

换向器：和转子相连的金属触点，用来切换电流方向。

碳刷：和换向器接触，把电源的电流输送到转子绕组里。

一句话总结：碳刷+换向器=电流方向自动切换的“物理开关”。

二、有刷直流电机的驱动原理

驱动原理可以简单理解为——通电→产生磁场→磁场相互作用→转子旋转。

具体来说，流程是这样的：

电源接通

直流电源通过碳刷进入换向器，然后输送到转子绕组。

产生电磁力

根据电磁感应原理，通电线圈会产生磁场，这个磁场与定子的磁场作用，产生一个推力(洛伦兹力)。

转子转动

推力让转子朝某个方向旋转。

换向器切换电流方向

当转子转到一定角度时，换向器会自动切换电流方向，让推力方向保持一致，从而持续旋转。

这个过程一直循环，就能让电机持续工作。

三、有刷直流电机的驱动方式

虽然有刷直流电机的结构自带“换向功能”，但外部驱动电路也很重要，一般有以下几种常见驱动方式：

直接供电驱动

最简单的方法，用开关或继电器直接接上电源就能转，适合低功率电机。

PWM(脉宽调制)驱动

通过调节电压占空比控制转速，优点是效率高、发热低、可调范围大。

H桥驱动

用四个开关器件(如mosfet)组成H桥电路，不仅能调速，还能轻松实现正反转切换。

恒流驱动

用于需要精确扭矩控制的场景，比如机器人关节。

四、有刷直流电机的优缺点

优点：结构简单、成本低、驱动电路容易实现、起动转矩大。

缺点：碳刷磨损需要定期更换，噪音较大，效率略低于无刷电机。

有刷直流电机驱动原理其实一点也不神秘，本质上就是靠碳刷+换向器实现电流自动换向，让转子持续转动。驱动方式可以简单，也可以通过PWM和H桥让它变得更智能。虽然现在无刷直流电机(BLDC)越来越流行，但在很多成本敏感、维护方便的场合，有刷电机依旧有它的市场。