在電機中，電刷用于將電流從定子繞組傳導到轉子繞組，它們具有高電阻率，電刷也用于通過避免火花收集電流，碳刷用于使靜止導線與旋轉轉子接觸，最常用的是直流電機。為了在整個旋轉過程中獲得相同方向的轉矩，必須在每半個周期內反向流過轉子繞組的電流方向，這稱為“換相”，通過通過電刷提供轉子電流來實現。電刷固定在定子上，與固定在轉子上的銅板相連，當旋轉器旋轉時，電刷以正確的方向提供電流。

直流電機采用碳刷，防止電樞線圈短路引起火花，兩個刷子被放置在軸上，它們是固定的。短路電流從電刷端子收集并提供給換向器，換向器使電樞電流在本質上是單向的。碳刷是由碳制成的，因為碳是一種相當好的導電體，而且它很軟，所以接觸很好，但是電刷磨損，必須定期更換。這是直流電機的一個主要缺點。現在我們有無刷直流電動機，其中的換相是由功率mosfet完成的。

并聯直流電機

由于其較低的平均轉速，通常比串聯電動機具有更好的電刷壽命，然而，如果在并聯磁場中插入電阻以削弱磁場強度并提高電機速度，即使使用標準電刷，也可能導致換相不良。這種附加電阻改變了磁場和電樞的安培匝數比關系，使得電樞線圈相對于磁通量在不太有利的位置進行換相，在選擇替代碳刷時必須考慮此因素。

頻繁的啟動和停止

對電刷造成了挑戰，因為涉及到更高的啟動電流，這一因素對高壓并聯電機的影響特別明顯，此外，開始摩擦的考慮因素對性能也有影響，選擇高接觸壓降電刷（壓降為1伏或以上的電刷）可能更合適。電刷運行的安靜主要取決于電刷和換向器之間不間斷、平滑的表面接觸的維護。換向器的同心度、電刷彈簧壓力和電刷與電刷架的配合也與安靜有關。當安靜是最重要的，正常使用的電刷可以替換為一個柔軟的等級，有足夠的彈簧壓力，以確保足夠的換向器接觸。

濕度水平影響電刷磨損，低磨損率取決于換向器上導電潤滑膜的形成，極低濕度（高海拔）會導致電刷摩擦和相對快速的電刷磨損，因為濕度不足，無法形成所需的薄膜，可提供特殊等級的電刷，應選擇用于低濕度應用。另一方面，高濕度可能會增加電刷的電解作用，為了改善高濕度應用中的換向，通常指定具有一定磨損度的電刷。

化學煙霧、污垢或灰塵的存在也是電刷選擇的一個決定因素，在受到這些污染物影響的環境中使用的電刷等級建議通常包括具有某種清潔作用的電刷，使用全封閉電機也有助于防止污染物到達換向器和電刷。

換向器表面的性質影響電刷的工作

令人滿意的服務要求保持光滑表面的均勻光潔度和同心度，由于任何原因，換向器表面特性的變化幾乎肯定會對電刷和換向器系統的性能產生顯著影響。彈簧，在整個換流系統中，將電刷固定在換向器表面的彈簧所施加的壓力是一個重要的考慮因素。而特定的彈簧成分，一般有三種基本彈簧類型：

a） 線圈式價格便宜，最受歡迎，但接觸壓力，隨著刷子磨損而減少，因為彈簧在松開時施加的力較小。

b） 輥式昂貴，但接觸壓力在電刷的整個使用壽命內是恒定的，這是由于彈簧式電刷在卷取或展開時所施加的恒定力。

c） 杠桿作用式彈簧式的壓力與行程曲線的關系介于上述兩種類型之間。

結論

電刷的磨損率取決于許多參數（電樞速度、傳導電流、占空比、濕度等），為了獲得最佳性能，電刷式電機和齒輪電機需要定期維護，保養周期最好由用戶決定。

審核編輯：郭婷