电机碳刷（也称为电刷）是直流电机和交流电机（如感应电机或同步电机）中一个关键的滑动接触部件。

简单来说，它是什么：

• 外观： 通常是一个长方形的小方块或碳柱，由石墨、碳和其他导电、耐磨材料（有时含有铜粉）混合压制而成。
• 位置： 被弹簧压在电机旋转的换向器或集电环表面上。
• 连接： 通过刷辫连接到电机的静止电路（通常连接到定子端子的电源线）。

它的核心作用（桥梁/媒介）： 电机碳刷的核心作用是在电机的静止部分（定子） 和旋转部分（转子） 之间传导电流。

具体功能可以细分为：

1. 传导电流：

   • 在直流电机中：碳刷将直流电源的电流从静止的端子传导到旋转的换向器上。换向器上的铜片依次与不同转子绕组连接，使得电流能流入旋转的转子绕组。同时，它也负责将从转子流出的电流传导回静止的电路。
   • 在交流绕线转子电机中：碳刷压在转子的集电环上，将转子绕组中感应产生的电流引出到静止的外部控制电路（如启动电阻或调速装置），或者向转子绕组馈入电流。
   • 在同步电机中：碳刷（通常与集电环配合）向旋转的转子绕组提供产生磁场所需的直流励磁电流。

2. 实现换向（主要在直流电机中）：

   • 随着转子的旋转，换向器的铜片轮流与碳刷接触。碳刷与不断切换的铜片滑动接触，从而将直流电流适时地分配到转子的不同绕组中。这个过程称为换向，它确保了直流电机能持续向同一个方向旋转。碳刷在这个物理切换过程中扮演着不可或缺的角色。

3. 机械滑动接触（核心物理形态）：

   • 碳刷是在保持与高速旋转的换向器或集电环表面物理接触的情况下实现电流传导的。它提供了一种可磨损的滑动接触面，相对金属（如铜），碳材料具有自润滑性、导电性和耐磨性之间的良好平衡。它在接触面上滑动摩擦，承受磨损。

总结来说，电机碳刷的主要作用是：

• 充当旋转部件（转子）与静止电路之间的导电路径，实现电流在静止部分和旋转部分之间的传递。
• 在直流电机中，尤其关键，是实现电流换向、维持电机持续运转的核心部件之一。

需要补充的重要点：

• 易耗品： 因为碳刷在旋转表面滑动摩擦，它会逐渐磨损变短，需要定期检查和更换。磨损严重或接触不良会导致火花、电机发热、效率下降甚至电机损坏。
• 应用： 常见于传统的有刷直流电机（如电动工具、汽车起动机、玩具电机）、交流绕线转子感应电机以及同步电机的励磁回路等。现代许多应用中使用无刷电机（通过电子控制器换向）来避免碳刷带来的磨损、维护需求、电火花和噪声等问题。