Le principe de fonctionnement des balais de charbon pour outils électriques repose principalement sur le frottement et le contact entre les balais de charbon et les balais (également appelés balais de charbon), et réalise le processus de conversion de l'énergie électrique en énergie mécanique via le champ magnétique actuel de la bobine entre les balais et la bobine de cuivre électrique. Les moteurs à balais de charbon sont principalement composés d'un rotor et d'un stator, le rotor est généralement composé d'un noyau de fer et d'une bobine, et le stator est composé d'un aimant permanent. Lorsque les enroulements du rotor sont sous tension, un champ électromagnétique est généré, qui interagit avec le champ magnétique du stator, entraînant la torsion du rotor. La bobine dans le rotor est constamment connectée ou déconnectée de l'alimentation électrique via le contact entre le balai de charbon et le balai, de sorte que le courant alternatif est généré dans la bobine. Ce courant alternatif agit à travers le champ magnétique à l'intérieur de la bobine et convertit l'énergie électrique en énergie mécanique, poussant le rotor à tourner.
Le rôle des balais de charbon dans le moteur est essentiel, il maintient le contact de pression avec les balais par l'intermédiaire de ressorts ou d'autres structures pour garantir que le courant peut être transmis normalement. Lorsque le contact entre le balai et le balai de charbon est rompu, le courant cesse de circuler, le champ magnétique dans la bobine disparaît et le rotor cesse de tourner. Et lorsque le contact est rétabli, le courant circule à nouveau, le champ magnétique est à nouveau généré et le rotor continue de tourner. Ce principe de fonctionnement des balais de charbon peut être simplement résumé par « courant-champ magnétique-force-rotation ».
Les balais de charbon sont généralement constitués de matériaux conducteurs tels que le graphite, qui ont une bonne conductivité et une bonne résistance à l'usure. Ils sont montés sur le stator du moteur et sont reliés au moteur par un ressort ou une vis de réglage. Il y a un ou plusieurs ensembles d'anneaux collecteurs sur le rotor, et le balai de charbon établit un chemin de transfert de courant avec le rotor en contactant ces anneaux collecteurs. La stabilité de la conduction du courant dépend de l'élasticité et de la résistance à l'usure du matériau conducteur du balai de charbon, ce qui peut assurer un bon contact avec l'anneau collecteur et maintenir une transmission de courant stable. En raison du frottement de contact avec l'anneau collecteur, le balai de charbon s'usera progressivement, il doit donc être remplacé régulièrement pour garantir la fiabilité de la conduction du courant.
