电机的种类有很多，但按照供电电源来分，无非就是交流电机和直流电机。那么有没有既可以使用交流电源，也可以使用直流电源的电机呢？
有的，今天小维和大家一起来了解的串激电机，就是这样的一款电机。
单相串激(串励)电机使用相当普遍，像手电钻、角磨机等各类手持电动工具以及小家电大多使用的就是单相串激电机，这种电机最明显的特征是有碳刷。
单相串激电机的机构
单相串激电机的结构与直流串励电机的结构基本是相同的。
定子由铁心和励磁绕组组成，转子由铁心、电枢绕组、换向器及转轴组成。励磁绕组和电枢绕组都是绕线式绕组，二者通过碳刷和换向器形成串联回路，这也是串励的由来。
定子绕组也就是励磁绕组一般只有一对磁极。转子绕组也就是电枢绕组的线圈不是闭合的，只有碳刷接触时才形成闭合回路。
单相串激电机的工作原理
串激电机和直流串励电机的结构是相同的，所以瞬时两者的工作状态也是一样的，我们可以先了解一下直流串励电机的工作原理，然后稍加变化就可以明白串激电机的工作原理。
串励电机的工作原理比较简单，电流从左侧的线圈进入，经过转子绕组，从右侧的线圈流出。根据电流的磁效应，定子绕组会产生一个方向从图中N到S的磁场，因为电流的方向是固定的，所以磁场的方向也是固定的。
同时，通入电流的转子绕组会受到电磁力的作用，力的方向可以根据左手定则判断出来。在N极和S极范围内的线圈受到力的大小相同，但是方向不同，电磁力矩会使转子开始转动。
电磁力加上惯性的作用，转子转动半周以后，因为换向器的存在，流入转子线圈的电流方向会发生变化，使其在N和S范围内受力的方向不变，转子就会一直转动下去。
这就是直流串励电机的工作原理，单相串激电机因为接入的是交流电，电流的方向是不断变化的，定子绕组产生的磁场方向也一直变化，但是因为转子绕组的电流方向同步发生变化，所以转子的受力方向不会改变。
单相串激(串励）电机的特点
*可交流，直流两用；
*转速高，一般4000~35000转/分；
*调速方便（调压调速），且转速与电源频率无关；
*启动转矩大，为4~7倍额定转矩；
*机械特性较软，过载能力强；
*效率一般在30%~70%
*体积小，重量轻；
*不足点：碳刷和换向器有磨损，换向火花，电磁干扰等。
单相串激电动机在电源电压恒定的情况下，具有四种特性：
1.电流与转矩之间的关系特性：I=f（T）,它是一类似于抛物线特性。在不考虑磁路饱和的影响时，T∝I2;
2.电流同转速之间的关系特性：I=f(n),它是一类似于双曲线特性。在电源电压恒定以及不考虑磁路饱和的影响时，n∝(1/I).
3.转速同转矩之间的关系特性：n=f(T).该特性曲线是一软特性。
4.功率因数同转矩之间的关系特性：COS（ф）=f（T）,它是一接近水平的直线。该类电机的功率因数高，在0.9以上，高转速的电机可高于0.95以上。
另外，单相串激电动机的空载转速在理论上是无穷大的，所以空载转速很高。因此通常考虑到电机机械强度问题，不允许空载运转，怕“飞车”。但是实际上由于轴承的摩擦，电刷的压力及摩擦,电枢风摩以及通风散热的需求，电枢上装有风叶，相当于给电机加上一个小的负载，因此实际的空载转速不可能是无穷大的。但是空载转速还是比较高，一般为额定转速的1.5～3倍，甚至更高。
串激电机的转速为什么可以很高？
串激电机的转速比较高，可以达到几千几万转，甚至更高。像手电钻的电机转速就在6000转以上。
分析如下，设串激电机的转速是n
其中U是电源电压，Ia是电枢反应，Ra是电枢内阻，Rs是电枢串联电阻，Ce是电动势常数，Φ是气隙磁通。
可以看出转速和电源的频率没有关系，电源电压增加，电枢电流减小都可以增加串激电机的转速。
串激电机为什么有启动转矩大的特点？
先看一下转矩公式:T=Ct*Φ*Ia，其中Ct是转矩常数，和电机结构有关；Φ是气隙磁通；Ia是电枢电流。可以看出在电机确定的情况下，串激电机的转矩主要和磁通及电枢电流有关。
绕组在切割磁通线的时候会感应出反电动势，转速越高，反电动势越大，对绕组电流的限制越大。
对于串激电机来说，定子磁场的位置是固定的，在通电瞬间，转子和定子是相对静止的，没有切割磁通线的情况存在，所以也就没有反电动势。电流此时是很大的，磁通和电枢电流也大，所产生的电磁转矩也大。随着转速的增加，反电动势增加，电流减小，转矩也减小。
这就是串激电机的一个特点，转速越慢转矩越大，我们平时使用手持电动工具时应该有这样的感受。
既然串激电机启动不需要电容，那么电动工具里的电容是做什么的呢？
串激电机不需要启动电容也不需运行电容，加电容主要起到滤波作用，用来改善电气特性，可以减小碳刷火花，提高电机寿命，减小电磁干扰等。
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