直流電動機的結構特點在生產實踐應用中有什麼影響？

01-04

題主的問題不錯。

我們看下圖：

事實上，直流電機的電刷運行壽命成為一個運用方面的大問題。對於一旦投運後就不能停機的工作狀態來說，這一點尤為重要。

第一個例子：

我們來看這段時間我多次提到的浮法玻璃退火線和切割線圖片：

我們很容易想到，連續的玻璃板材在退火線中運行。退火線很長，其中有輥道傳輸帶負責傳送連續的玻璃板材。如果輥道旋轉速度與玻璃板材前進速度不一致，則連續玻璃板材就會出現堆積、拉斷甚至停滯，並由此帶來嚴重的生產事故。

所以，輥道驅動電機必須採用調速性能良好的電機來拖動。

常見的輥道電機有電磁滑差離合器調速的三相非同步電動機，有變頻器調速的三相非同步電動機，還有直流電機，但使用較少。

在我的記憶中，我們最早使用的是普通帶變速箱的三相非同步電動機來拖動，因為大家都沒把輥道傳輸電機太當回事。直到有一天，發現玻璃板材總是會出現玻筋或者厚薄不一致的情況，檢查原因後才發現原來就是輥道電機轉速與玻璃板材前進速度不一致造成的。於是，就把這些電機換成現成的直流電機和滑差電機來拖動。

使用後，發現直流電機的電刷是個大問題。

玻璃板材的傳送是連續的，在一個數十甚至上百天的檢修周期內它每天24小時不停地流動著。如果直流電機要換電刷，勢必就會影響到輥道傳輸。於是，為了換直流電機電刷，不得不讓人把輥道傳送帶上的玻璃打碎，等電刷換好了再恢復，並由此造成了生產損失。

考慮到這一點，只好把所有的直流電機均換成滑差電機。由於滑差電機效率低下，維護麻煩，最後，全部都換成了變頻調速的普通三相電機。

可見，題主的問題「直流電機的結構特點在生產實踐中有什麼影響？」，還真需要結合運行狀況來綜合考慮。

從實際使用情況看，直流電機越來越讓位給變頻調速了。畢竟變頻調速方便，功能也十分完善，且電機本身就是普通的三相電機，成本低運行穩定性也好。

再看另外一個例子：

不久前，曾經有一位售後服務的同事來問我：在某工程中有一套進口的伺服調節系統，使用起來經常出毛病，用戶打算讓ABB的售後把這套系統徹底更新。對於電機，我們依然採用原先的直流電機還是用配變頻器的普通電機？

我問明情況後，建議他們還是採用變頻器電機，把直流電機方案給淘汰掉。

不想，過了幾天他們又來電話，原來系統中還有很小功率的直流伺服電機，問該怎麼辦？我讓他們把全套圖紙發給我，仔細研究後，發現這些小功率的直流伺服電機是不能淘汰的，它們的工作特性與PLC測控程序密切地關聯起來了，淘汰後需要更改測控程序，加大工作量，得不償失。

結論：

除了電機尺寸、功率和轉速特性外，一定要考慮到電機的使用特性和維護方式，綜合決定採用何種電機。

謝邀。

直流電機最大的好處就是調速性能好，控制簡單。比較經典的應用比如玩具車，比如各種電子設計大賽中的電機，便宜，性能還好。這些場合，速度變化範圍大，應用背景多變，有的是需要速度，有的是需要力矩，有的是用於位置控制（比如某屆大學生電子設計大賽中的旋轉倒立擺的那題，又比如玩具舵機裡頭的直流電機）。在如此多變的場合，直流電機都可以得到應用，足以見得它的實力超群。與之形成對比，不用逆變器和矢量控制的話，感應電機用途多是動力場合，變速還得靠機械變速箱；同步電機如果不用驅動器和矢量控制，則是多用於發電，因為如果用在動力場合，同步電機有打滑的風險。不像感應電機那樣轉速低了以後力矩會自然的變大，同步電機拖動的負載一旦旋轉角速度不能和電頻率同步，傳遞的就是一個波動的、忽大忽小的力矩，動力學特性可以說是非常的差。所以以前嵌入式處理器發展不力，導致變頻器這類設備沒能開發出來的時代，連續調速場合用的都是直流電機。

但是直流電機有一個巨大的缺點，就是那個換流用的電刷在運行時會導致打火，電火花會腐蝕換向器和電刷本身。這樣電機的壽命就短。為了解決這個問題，工程師們發明了各種各樣的方法，甚至包括銀石墨電刷這樣的高成本方案，然而還是不能從根本上解決這個問題。解決問題的契機出現在處理器的大規模發展之後，它的出現使原本複雜的矢量控制成為可能。這樣，交流電機也能像直流電機一樣調速了。而且由於交流電機沒有了電刷這類結構，壽命和免維護的運行時間就長了，可靠性也高了。於是直流電機就被替代了。但是單純論性能不論壽命的話，直流電機仍是最好的，即使加入矢量控制，調速性能仍是直流電機略大於永磁同步（包括直流無刷）大於感應電機。不信你看，市面上出售的直流玩具電機轉速輕鬆1萬~2萬，而大多數工業伺服電機標稱轉速是3000轉左右。

題主的問題是，直流電機的結構特點在生產實踐中的影響，那麼我覺得直流電機大多用在對成本敏感、對壽命要求不高，且電機壞了後果也不嚴重的場合。汽車的車窗升降電機大多用直流電機，而汽車的輪轂電機就沒人提用直流電機，因為汽車運行過程中一旦電機壞掉了，是會出人命的。

P.S. 就電機本體的話，交流電機的生產成本比直流電機低。交流傳動系統成本高，是高在驅動器成本上面。

以上。希望對題主有所幫助。

直流電機幾乎擁有一切優點，但是就是不耐用，容易壞，交流電機控制的時候就是跟直流電機對標的，說一個控制策略的效果可以跟直流電機媲美，就是說這個控制策略很完美了。交流電機有很多缺點，但是有一個優點，就是結構簡單，耐用，不容易壞。就是這個特點加上現在交流電機的控制效果越來越好，才使得現在交流電機大規模取代了直流電機。但是電機種類非常多，不同場合適合使用不同的電機。

優點：

1.結構，控制簡單，初學者也能很好理解直流電機原理；

2.一般同體積下，直流電機可輸出最大扭矩比交流電機要大很多（特別是低速情況下）。

缺點：

1.一般直流電機效率不高；

2.直流電機依靠碳刷換向，碳刷在使用過程中會磨損，長期使用需要對電刷進行更換；

3.直流電機的碳刷+換向器的機械結構故障率高，我接觸到的直流電機故障十有八九是這兩個東西出問題；

4.直流電機碳刷換向有火花，一般不適用需要防爆，防火的場合；

5.無法精確控制轉子位置；

6.想到再補充

生產實踐中，一般直流電機是最簡單，使用成本最低的動力源，用作對效率要求不高，可靠性要求不高，傳動精度要求不高，沒有防爆防火需求的場合。（對，一般買這玩意就是圖便宜）

如果是初學電機，需要對電機選型，那麼了解各種電機的原理、價格、優缺點就可以了。如果想深入學習，研究電機，我推薦研究交流電機，一個是直流電機簡單，已經沒啥好研究的了；二個在先進的控制技術下，交流電機比直流電機優勢太多。

如果你是準備搞直流電機設計、生產、質量，那麼你把《電機學》《電機設計》和下面這本神書看完，應該就問題不大了。

直流電機的換向器是萬惡之源，不然它什麼都好。