電機的種類有很多，但按照供電電源來分，無非就是交流電機和直流電機。那麼有沒有既可以使用交流電源，也可以使用直流電源的電機呢？
有的，今天小維和大家一起來了解的串激電機，就是這樣的一款電機。
單相串激(串勵)電機使用相當普遍，像手電鑽、角磨機等各類手持電動工具以及小家電大多使用的就是單相串激電機，這種電機最明顯的特徵是有碳刷。
單相串激電機的機構
單相串激電機的結構與直流串勵電機的結構基本是相同的。
定子由鐵心和勵磁繞組組成，轉子由鐵心、電樞繞組、換向器及轉軸組成。勵磁繞組和電樞繞組都是繞線式繞組，二者通過碳刷和換向器形成串聯迴路，這也是串勵的由來。
定子繞組也就是勵磁繞組一般只有一對磁極。轉子繞組也就是電樞繞組的線圈不是閉合的，只有碳刷接觸時才形成閉合迴路。
單相串激電機的工作原理
串激電機和直流串勵電機的結構是相同的，所以瞬時兩者的工作狀態也是一樣的，我們可以先了解一下直流串勵電機的工作原理，然後稍加變化就可以明白串激電機的工作原理。
串勵電機的工作原理比較簡單，電流從左側的線圈進入，經過轉子繞組，從右側的線圈流出。根據電流的磁效應，定子繞組會產生一個方向從圖中N到S的磁場，因為電流的方向是固定的，所以磁場的方向也是固定的。
同時，通入電流的轉子繞組會受到電磁力的作用，力的方向可以根據左手定則判斷出來。在N極和S極範圍內的線圈受到力的大小相同，但是方向不同，電磁力矩會使轉子開始轉動。
電磁力加上慣性的作用，轉子轉動半周以後，因為換向器的存在，流入轉子線圈的電流方向會發生變化，使其在N和S範圍內受力的方向不變，轉子就會一直轉動下去。
這就是直流串勵電機的工作原理，單相串激電機因為接入的是交流電，電流的方向是不斷變化的，定子繞組產生的磁場方向也一直變化，但是因為轉子繞組的電流方向同步發生變化，所以轉子的受力方向不會改變。
單相串激(串勵）電機的特點
*可交流，直流兩用；
*轉速高，一般4000~35000轉/分；
*調速方便（調壓調速），且轉速與電源頻率無關；
*機械特性較軟，過載能力強；
*效率一般在30%~70%
*體積小，重量輕；
*不足點：碳刷和換向器有磨損，換向火花，電磁干擾等。
單相串激電動機在電源電壓恆定的情況下，具有四種特性：
1.電流與轉矩之間的關係特性：I=f（T）,它是一類似於拋物線特性。在不考慮磁路飽和的影響時，T∝I2;
2.電流同轉速之間的關係特性：I=f(n),它是一類似於雙曲線特性。在電源電壓恆定以及不考慮磁路飽和的影響時，n∝(1/I).
3.轉速同轉矩之間的關係特性：n=f(T).該特性曲線是一軟特性。
4.功率因數同轉矩之間的關係特性：COS（ф）=f（T）,它是一接近水平的直線。該類電機的功率因數高，在0.9以上，高轉速的電機可高於0.95以上。
另外，單相串激電動機的空載轉速在理論上是無窮大的，所以空載轉速很高。因此通常考慮到電機機械強度問題，不允許空載運轉，怕「飛車」。但是實際上由於軸承的摩擦，電刷的壓力及摩擦,電樞風摩以及通風散熱的需求，電樞上裝有風葉，相當於給電機加上一個小的負載，因此實際的空載轉速不可能是無窮大的。但是空載轉速還是比較高，一般為額定轉速的1.5～3倍，甚至更高。
串激電機的轉速為什麼可以很高？
串激電機的轉速比較高，可以達到幾千幾萬轉，甚至更高。像手電鑽的電機轉速就在6000轉以上。
分析如下，設串激電機的轉速是n
其中U是電源電壓，Ia是電樞反應，Ra是電樞內阻，Rs是電樞串聯電阻，Ce是電動勢常數，Φ是氣隙磁通。
可以看出轉速和電源的頻率沒有關係，電源電壓增加，電樞電流減小都可以增加串激電機的轉速。
串激電機為什麼有啟動轉矩大的特點？
先看一下轉矩公式:T=Ct*Φ*Ia，其中Ct是轉矩常數，和電機結構有關；Φ是氣隙磁通；Ia是電樞電流。可以看出在電機確定的情況下，串激電機的轉矩主要和磁通及電樞電流有關。
繞組在切割磁通線的時候會感應出反電動勢，轉速越高，反電動勢越大，對繞組電流的限制越大。
對於串激電機來說，定子磁場的位置是固定的，在通電瞬間，轉子和定子是相對靜止的，沒有切割磁通線的情況存在，所以也就沒有反電動勢。電流此時是很大的，磁通和電樞電流也大，所產生的電磁轉矩也大。隨著轉速的增加，反電動勢增加，電流減小，轉矩也減小。
這就是串激電機的一個特點，轉速越慢轉矩越大，我們平時使用手持電動工具時應該有這樣的感受。
既然串激電機啟動不需要電容，那麼電動工具里的電容是做什麼的呢？
串激電機不需要啟動電容也不需運行電容，加電容主要起到濾波作用，用來改善電氣特性，可以減小碳刷火花，提高電機壽命，減小電磁干擾等。
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