直流电动机是在汽车电子控制装置中应用最广泛的执行器。按用途可分为两类：一类是作为动力源的执行器，另一类是作为伺服机构的执行器。作为动力源的直流电动机又可以分为4种：①风扇驱动（散热器、空调用冷凝器、空调用鼓风机）；②压力泵驱动（燃油、动力转向器用油压泵、空压机泵）；③机械直接驱动（刮水器、电动窗、电动座椅调节器等车身有关附件）；④大电力、高功率输出（起动机、滑动门驱动等）。而作为伺服执行机构的伺服电动机（又称为执行电动机），它具有一种服从控制信号的要求而动作的功能。在信号到来之前，转子静止不动；信号到来之后，转子立即转动；信号消失时，转子能及时自行停转。在汽车电子控制装置中，它可以把电信号转换为轴上的转角或转速。根据自动控制系统对它的要求，伺服电动机必须具备可控性好、稳定性高和适应性强等基本性能。可控性好是指信号消失后，能自行停转；稳定性高是指转速随转矩的增加而均匀下降；适应性好是指响应快、灵敏。这种伺服电动机主要用于开启或关闭控制阀用。

1.直流电动机的结构（永磁与非永磁电动机的定子和转子结构）

图3-3是分析直流电动机的物理模型图。

图3-3 直流电动机无力模型

其中，固定部分有磁铁，这里称作主磁极；固定部分还有电刷。转动部分有环形铁心和绕在环形铁心上的绕组。（其中2个小圆圈是为了方便表示该位置上的导体电势或电流的方向而设置的）。

图3-3表示一台最简单的两极直流电机模型，它的固定部分（定子）上，装设了一对直流励磁的静止的主磁极N和S，在旋转部分（转子）上装设电枢铁心。定子与转子之间有一气隙。在电枢铁心上放置了由A和X两根导体连成的电枢线圈，线圈的首端和末端分别连到两个圆弧形的铜片上，此铜片称为换向片。换向片之间互相绝缘，由换向片构成的整体称为换向器。换向器固定在转轴上，换向片与转轴之间亦互相绝缘。在换向片上放置着一对固定不动的电刷B1和B2，当电枢旋转时，电枢线圈通过换向片和电刷与外电路接通。

旋转电动机都是由定子和转子两大部分组成，每一部分也都由电磁部分和机械部分组成，以便满足电磁作用的条件。换向极用来改善换向性能。

（1）定子的主要部件

直流电动机的定子由主磁极（励磁绕组和主极铁心）、机座、换向极（换向极绕组和铁心）、端盖和电刷装置等部件组成。

1）主磁极：主磁极的作用是建立主磁场。绝大多数直流电动机的主磁极不是用永久磁铁，而是由励磁绕组通以直流电流来建立磁场。主磁极由主磁极铁心和套装在铁心上的励磁绕组构成。主磁极铁心靠近转子一端的扩大的部分称为极靴，它的作用是使气隙磁阻减小，改善主磁极磁场分布，并使励磁绕组容易固定。为了减少转子转动时由于齿槽移动引起的铁耗，主磁极铁心采用1～1.5mm的低碳钢板冲压一定形状叠装固定而成。主磁极上装有励磁绕组，整个主磁极用螺杆固定在机座上。主磁极的个数一定是偶数，励磁绕组的连接必须使得相邻主磁极的极性按N、S极交替出现。

2）机座：机座有两个作用，一是作为主磁极的一部分；二是作为电动机的结构框架。机座中作为磁通通路叠部分称为磁轭。机座一般用厚钢板弯成筒形以后焊成，或者用铸钢件（小型机座用铸铁件）制成。机座的两端装有端盖。

3）换向极：换向极是安装在两相邻主磁极之间的一个小磁极，它的作用是改善直流电动机的换向情况，使电动机运行时不产生有害的火花。换向极结构和主磁极类似，是由换向极铁心和套在铁心上的换向极绕组构成，并用螺杆固定在机座上。换向极的个数一般与主磁极的极数相等，在功率很小的直流电动机中，也有不装换向极的。换向极绕组在使用中是和电枢绕组相串联的，要流过较大的电流，因此和主磁极的串励绕组一样，导线有较大的截面积。

4）端盖：端盖装在机座两端，并通过端盖中的轴承支撑转子，将定转子连为一体。同时端盖对电动机内部还起防护作用。

5）电刷装置：电刷装置是电枢电路的引出（或引入）装置，它由电刷，刷握，刷杆和连线等部分组成。电刷是石墨或金属石墨组成的导电块，放在刷握内用弹簧以一定的压力安放在换向器的表面，旋转时与换向器表面形成滑动接触。刷握用螺钉夹紧在刷杆上。每一刷杆上的一排电刷组成一个电刷组，同极性的各刷杆用连线连在一起，再引到出线盒。刷杆装在可移动的刷杆座上，以便调整电刷的位置。(www.daowen.com)

（2）转子的主要部件

包括直流电动机的转动部分称为转子，又称为电枢。转子部分包括电枢铁心、电枢绕组、换向器、转轴、轴承、风扇等。

1）电枢铁心：电枢铁心既是主磁路的组成部分，又是电枢绕组支撑部分；电枢绕组就嵌放在电枢铁心的槽内。为减少电枢铁心内的涡流损耗，铁心一般用厚0.5mm且冲有齿、槽为DR530或DR510型硅钢片叠压夹紧而成。小型电动机的电枢铁心冲片直接压装在轴上，大型电动机的电枢铁心冲片先压装在转子支架上，然后再将支架固定在轴上。为改善通风，冲片可沿轴向分成几段，以构成径向通风道。

2）电枢绕组：直流电动机的电磁感应的关键部件之一为导电的绕组，因为重要，故称为电枢绕组。电枢绕组由一定数目的电枢线圈按一定的规律连接组成，它是直流电动机的电路部分，也是感生电动势、产生电磁转矩进行机电能量转换的枢纽。电枢绕组的构成，应能产生足够的感应电动势，并允许通过一定多电枢电流，从而产生所需的电磁转矩和电磁功率。此外，还要节省有色金属和绝缘材料，结构简单，运行可靠。线圈用绝缘的圆形或矩形截面的导线绕成，分上下两层嵌放在电枢铁心槽内，上下层及线圈与电枢铁心之间都要妥善绝缘，并用槽楔压紧。大型电动机电枢绕组的端部通常紧扎在绕组支架上。

从大的方面来讲，电枢绕组可分为环形（见图3-4）和鼓形（见图3-5）；环形绕组只曾在原始电动机用过，由于容易理解故讲原理时也用此类绕组；现代直流电机均用鼓形绕组，它又分为叠绕组（见图3-6，分为单叠、复叠）、波绕组（见图3-7，分为单波、复波）和蛙形绕组（又叫混合绕组）。鼓形绕组比环形绕组制造容易，又节省导线，运行较可靠，经济性好，故现在均用鼓形绕组。

图3-4 环形绕组示意图

图3-5 鼓形绕组示意图

图3-6 叠绕组示意图

图3-7 波绕组示意图

3）换向器：在直流发电动机中，换向器起整流作用，在直流电动机中，换向器起逆变作用，因此换向器是直流电动机的关键部件之一。换向器由许多具有鸽尾形的换向片排成一个圆筒，其间用云母片绝缘，两端再用两个V形环夹紧而构成。每个电枢线圈首端和尾端的引线，分别焊入相应换向片的升高片内。小型电动机常用塑料换向器，这种换向器用换向片排成圆筒，再用塑料通过热压制成。