​ 浅谈微型直流电机损耗

微型直流电机在运转过程中必定有损耗，那么什么是损耗？为什么有损耗？有哪些损耗呢？下面天孚微电机来和大家聊一聊有关微型直流电机损耗的问题。

直流电机是一个能量守恒系统，在能量转换过程中遵守能量守恒，稳定运转时，直流电机输入的能量等于输出能量，输出能量除了机械能或电能之外就是直流电机的各种损耗了，损耗最终以热能的形式消耗掉。

直流电机是一个能量守恒系统，在进行能量转换的过程中遵守能量守恒法则。稳态运行时，电机输入的能量永远等于输出的能量。而输出的能量除了有用的机械能（电机）或电能（发电机）外，就是电机的各种损耗，而损耗最终又以热能的形式消耗掉。

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微型直流电机运转时有电能、热能、机械能、磁场能这4种能量，电能与机械能是直流电机的输入或输出的能量，磁场能量是储存在直流电机磁场中的能量，而热能是微型直流电机在运行过程中的各种损耗转换而来。

电源输入电能=磁场储能的增量+转化为热能的能耗+机械能输出

其中，导体中电流在电阻中引的电器损耗（铜耗）、消耗在轴承摩擦和通风中的机械损耗、微型直流电机内的磁场铁芯中产生的磁滞损耗和涡流损耗都会转化为热能。这些转化为热能的损耗，是一个不可逆的过程，这部分能量很难或不可能再转化为电能或机械能。

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这些转化为热能的损耗，是一个不可逆的过程，也就是说这部分的能量很难或者根本不可能再转化为电能或机械能。

微型直流电机的损耗主要由5个部分构成

1.微型直流电机定子和转子铁芯中的基本损耗

这个是在主磁场在铁芯内发生变化时产生的磁滞损耗和涡流损耗，这个变化可以是交变磁化性质，也可以是旋转磁化性质的。

1）磁滞损耗：铁磁材料会存在辞职现象，产生磁滞损耗；

2）涡流损耗：铁芯中的磁场发生变化时，铁芯中会感应电动势，相应的电流就是涡流，这个损耗就是它引起的；

3）轭部及齿部的基本损耗：铁心中的基本铁耗在频率一定的情况下，主要与铁心中的磁通密度、材料厚度及性能相关，同时铁心叠装工艺水平及加工方法也对损耗有较大的影响。

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2.空载时铁心中的附加损耗

定子和转子开槽所引起的气隙磁导谐波磁场在对方铁心表面产生的表面损耗和因开槽而使对方齿中磁通因电机旋转而变化所产生的脉振损耗，空载时，铁心中附加损耗主要指铁心表面损耗和齿中脉振损耗，它是由气隙中谐波磁场引起的。

3.电气损耗

是指工作电流在绕组（铜或铝）中产生的损耗，也包括电刷在换向器和集电环上的接触损耗。

1）绕组的电器损耗：绕组电气损耗等于绕组中电流的平方与电阻的乘积。

2）电刷/集电环接触损耗：电刷与集电环或换向器间的接触压降主要与所选用的电刷种类有关，与电流大小无关。

4.负载时的附加损耗

由于定子或转子的工作电流所产生的漏磁场和谐波磁场在定转子绕组中和铁心及结构中引起的各种损耗。

由于绕组周围存在漏磁场，所以负载时会产生附加损耗。这些漏磁场在绕组及所有附近的金属结构中会产生涡流损耗。定子和转子绕组在气隙中建立的谐波磁动势所产生的谐波磁场以不同的速度相对于转子和定子运动，在铁心中和笼形绕组中感生涡流，产生附加损耗。

5.机械损耗

包括通风损耗、轴承摩擦损耗和电刷与换向器或集电环间的摩擦损耗。轴承摩擦损耗与摩擦面上的压强、摩擦系数及摩擦表面间的相对运动速度有关。由于与多种因素有关，例如摩擦面的光滑程度、润滑油的种类及其工作温度、零部件加工质量和电机的总装质量等，摩擦系数很难确定。通风损耗也与电机结构、风扇的类型和通风系统的风阻等很多难以精确计算的因素相关。

在小功率的微电机中，一般只计算定子与转子铁心中的基本损耗，电气损耗，机械损耗。