在一些无线电设备和自动控制仪器中常要使用直流微型电机做伺服电机。由于一般的直流电机都有电刷和换向器,因此给设备带来了一些新的问题。例如电刷和换向器间在电机旋转时会产生火花和发射噪音高频信号,这对接收设备干扰很大。为了克服这一缺点常需附加一些屏蔽装置和滤波电路,因而大大增加了设备的复杂性。另外,电机在长期运转时,电刷和换向器还会逐渐磨损,因而影响电机的可靠性并给维护增加工作量。
近来随着半导体事业的高速发展,直流电动机的电刷和换向器已经开始被无电刷的半导体管电路所代替。这就克服了一般直流电动机中所存在的缺点。

插图是一个简单的半导体管直流电动机的结构和电路图。电动机转子是由很多个小圆柱形永久磁铁镶在转子圆盘的边缘上构成。电动机定子是由硅钢片或坡莫合金制成,定子两极间的空隙应正好能够容许转子永久磁铁通过。当有电流通入电动定子线圈时,其产生的磁场将能吸引小永久磁铁使转子旋转一个角度。待其中一个小圆柱永久磁铁完全转到定子的中间时,如将电流断开,则转子依靠惯性仍能继续向前转动。等到了一个小永久磁铁又靠近定子时,如再次通以电流则磁铁又被吸引转动。如此重复通断电流,刚转子就会连续转动起来。
如何获得这个有规律的通断电流呢?下面就来分析这个方法。在电动定子的对方有个同该定子相同的发电定子和线圈。当小圆柱永久磁铁从其中经过时,能感应该线圈发电。所发之电经可调电感变压器的初级L\(_{1}\)感应到其次级L2。L\(_{2}\)再将感应得到的电能输至半导体管的输入回路,用来控制半导体管的通断。由于半导体管具有放大作用,因此从发电线圈取出电能,远小于电机的总耗电量,所以转子能保持连续的旋转。
该电机的转速是可调的。调速是通过改变L\(_{1}\)和L2的互感来达到的。当将导磁棒从线圈拉出时,L\(_{1}\)感应到L2的电能减小,推动半导体管的输入电能也变小,所以半导体管输出到电动定子的线圈中的电流也减少,电机转速变慢。反之,电机转速加快。
如不需要调速,可将L\(_{1}\)、L2和导磁棒等省去,而直接将发电线圈接到半导体管的输入回路即可。(王本轩编译)