雨刮電機高低速原理

現在的雨刮電機絕大部分是三刷式的（三個電刷），排列方式如圖：

三個電刷安裝一定角度排列。主碳刷與電源相連，對應（180度）的就是低速碳刷，與相差（120度左右）的是高速電刷。

為什麼有一定角度都就實現了高低速運轉呢？

先分析一下下面的圖。

首先先給線圈供電，電流方向如圖所示，電機開始運轉（電磁原理，這裡不詳細討論），與此同時旋轉中，線圈會產生反電動勢，隨著轉速提高反電動勢也在提高，當電樞電流產生的電磁力矩與運轉阻力矩平衡時，電樞的轉速不再上升而趨於穩定。為了方便理解電機轉子線圈，把線圈假設成直線圈。

上圖現在處於低速檔位，圖上的N、S代表永磁體的兩個極，紅色箭頭代表供電電流方向，藍色箭頭代表反電動勢方向。
a.直流電動機旋轉時，在電樞繞組內同時還產生反電動勢，其方向與電樞電流的方向相反
b. 當電樞通電後轉速逐漸上升時，其繞組內同時產生一個反電動勢，方向與電樞電流方向相反
c. 電樞轉速上升時，反電動勢也相應上升，當電樞電流產生的電磁力矩與運轉阻力矩平衡時，電樞的轉速不再上升而趨於穩定。
詳細的解釋：

d.由於運轉阻力矩一定時，電樞穩定運轉所需要的電樞電流一定，對應的電樞繞組反向電動勢的高低就一定。
e.電樞繞組反向電動勢與轉速和正、負電刷之間串聯的電樞線圈個數的乘積成正比。
當開關打到低速檔時。如下圖。

從上圖可以看出，繞組1、2、3、4、8在同一之路中，其中繞組8與繞組1、2、3、4的反向電動勢方向相反，相互抵消後，每條支路變為3個繞組。由於電機內部的磁場方向和電樞的旋轉方向沒有什麼變化，所有各繞組內反電動勢的方向與低速時相同，但外加電壓只需平衡3個繞組所產生的反電動勢，因此電機轉速增高。
單從上面一個方向考慮是不完善的。這是個並聯電路，電源作用在偏置電刷端子時，一個支路電阻增大，另一支路電阻減小，電阻小的電流會增大，也是其中的一方面原因。結論是沒有問題的：相對位置的是低速，不相對的是高速。東西已經出來了，對他進行特性分析也是一門學問，能力有限只能理解到這裡了。
大家思考：
1、 為什麼攬勝L322雨刮電路還在裡面並聯二極管，其主要作用是什麼？

2、為什麼低速運轉時，高速有更高的電壓和電流？同樣低速運轉時高速端子會有更高的電壓和電流。
注意：目前很多車型發展是模塊控制，控制單元與電機通過4根線相連，低速線、高速線、復位線、搭鐵，低速和高速直接控制繼電器，繼電器再電機供電。一般繼電器必須是5腳的，否則無法實現電機停止時，電機兩端搭鐵，電機快速放電，電機制動（如下圖），不是這樣的電機不能裡面停下，會延續一點的距離，當出現這個故障的時候，把這個問題考慮進去。

總結於2014年3月5日