图4-1-1直流电动机的结构
直流电动机是车辆模型理想的动力，它由直流电源供电，通过改变电动机所用电源电压的高低，可以调节车辆行驶的速度；通过改变电源的极性，可以很方便地使车辆完成前进和倒退的动作变换。直流电动机还是控制机构中的重要部件。方向舵机和速度舵机都可以由它来驱动。
一、直流电动机的结构原理。
直流电动机的结构如图4-1-1所示。电动机的机壳是用铁皮压制而成的，它一方面起到支承轴承、磁铁、端盖的作用，另一方面使两片瓦形磁铁形成磁回路。磁铁通常使用钡铁氧体制成，每块磁铁都有N、S两个磁极。在电动机中，两块磁铁不同的磁极相对设置。转子铁芯有Y形的三个极。每极绕一个线圈，每个线圈的两根引出线依次首尾绞合相连，绞合的接点分别焊在三个互相绝缘的换向片上。
转子铁芯和换向片都固定在电动机轴上。由于电刷可以在换向片上滑动，接通电源后，整个转子，包括铁芯、线圈、换向器和电动机轴，就能够转动自如。
直流电动机的运转原理如图4-1-2所示。当它的电刷按图4-1-2a所示的极性同电源相连的时候，电从电源的正极流出，通过电刷到换向片3，然后分成两路，一路经过线圈2、换向片2、电刷到电源负极，另一路经过线圈3、换向片1、电刷到电源负极。依照右手定则可以判定，电流在线圈2、线圈3中所形成的磁场极性，如图所示。根据磁极同性相斥、异性相吸的原理可以断定，线圈2同磁铁2相互吸引，线圈3同磁铁2互相排斥。所以电动机转子在电磁力矩的作用下，做逆时针方向旋转。这时候线圈1的两端所接的换向片1和换向片2被电刷短路，线圈1没有电流通过，不产生磁场。
图4-1-2直流电动机的运转原理图
当转子逆时针方向转过30°的时候，如图4-1-2b所示，用同样的方法分析，转子仍受逆时针方向电磁力矩的作用，电动机的转子也就继续按逆时针方向旋转。总之，电动机接通电源后，转子会受到恒定方向电磁力矩的作用，向一定方向旋转；如果改变电源极性，电动机转子即会朝相反方向旋转。
二、直流电动机的选用
制作电动车辆模型应该根据实际需要选用不同的电动机。表4-1-1是几种国产玩具直流电动机性能表，供选用电动机参考。制作简易的电动车辆模型，可以先用WZY-131型玩具电动机，它的工作电流、重量、体积和功率都比较小。如车辆模型的负重大，可选用功率较大的WZY-151型、WZY-171型电动机。
表4-1-1几种国产玩具电动机性能表
型号
外形尺寸
（直径×长）
（毫米）
转轴
直径
（毫米）
重量
（克）电压（伏）空载负载
启动
力矩
（克·
厘米）
使用
电压
范围
测试
电压转速电流转速电流力矩转/分（安）（转/
分）（安）（克·
厘米）
WZY13121×82211.5～31.576000.2752000.716.52021×82211.5～33138000.3494000.7110.432.5
WZY15123.8×382291.5～31.557000.245000.79.433.523.8×82291.5～33116000.2583000.9815.553
WZY17127.5×482.342.81.5～
4.51.544000.1932500.5812.146.527.5×482.312.81.5～
4.5387000.2464000.8418.972.5
三、直流电动机的改制
制作车辆模型，如果找不到合适的电动机，可以利用废旧电动机进行改制。改制的时候，主要从两个方面考虑，一方面是设法增大输出功率，另一方面是设法增大输出转矩。
1.增大电动机的输出功率
常见的WZY-131型玩具电动机功率较小，可以用两只这种电动机改成一只功率较大的电动机。
如图4-1-3所示，先将两只电动机拆开。把其中一只电动机的外壳在图4-1-3a所示虚线处截开，另一只电动机的外壳在图4-1-3b所示虚线处截开，用锉刀把断面锉平。按图4-1-3d所示用焊锡焊接成加长外壳，四块磁钢按图4-1-3c所示位置装入外壳。磁钢极性要正确，使上下磁钢相互吸引，左右磁钢相互排斥。装好后用卡子将磁钢固定或者用502胶水黏结固定。然后把一根比原轴长2倍的加长轴穿入两个转子铁芯中，用502胶水把加长轴和铁芯黏结成一体。装上换向器，在转子铁芯的每个极上，用直径0.31毫米的漆包线分层密绕50圈，如图4-1-3e所示，线圈绕向可以参考图4-1-2。刮去线头的漆皮，把它们分别焊在换向器的三个换向片上。最后装上后盖，电动机便改制完毕。
2.增大电动机的输出转矩
40ZY-75型电动机额定输出转矩较小，经改制后的电动机，工作电压7.5伏，转速10000转／分，输出转矩可达100克·厘米。改制的方法是：
拆除原机械稳速装置和转子绕组。增叠8～10片转子硅钢片，厚约4.5毫米。叠齐后在转子铁芯的三个极上，每极用直径0.64毫米的漆包线分层密绕35圈。三只绕组的首端和尾端按图4-1-4a所示绞合相连后，分别绕在三个换向片上，用锡焊牢，再用绝缘漆或者环氧树脂胶封固，并在两端套上原来的垫片。
原来的定子是一块8毫米厚的环形磁钢。转子的叠厚增加，磁钢厚度也应该加厚，如图4-1-4b所示。先用锉刀把电动机外壳内的三个突肩锉去，另做一个适当厚度的垫圈定位。两块磁钢叠合时最好用环氧树脂胶黏结，磁极位置必须正确，N极靠N极，S极靠S极，否则反而会减弱磁场，使电动机的性能下降。
图4-1-3增大电动机的输出功率
图4-1-4增大电动机的输出转矩电刷同换向器的接触面大小，对电动机性能的影响也很大。通常接触面的长度要有2.5毫米左右，要防止因接触不良而引起发热。通常玩具电动机的电刷，都是用两片铜片制成的，它的使用寿命较短，容易产生电火花，干扰电子控制设备的正常工作。因此，最好利用工业用电动机的废碳刷来改制。
根据玩具电动机的需要，在砂纸上轻轻把碳块磨成合适的尺寸，然后用导电胶把磨好的碳块黏结在原来的铜电刷上。如果没有导电胶，也可用0.1毫米的薄铜片把碳块包夹住，再焊在原电刷上。但同换向器接触的那一面不能包夹，以保证碳面和换向器直接接触。有些含银或含铜的炭块，也可以直接焊在原电刷上。
四、车辆模型常用电源
电动车辆模型使用干电池或者蓄电池供电。干电池经济实用，容易购买。但干电池只能使用一次，放电电流比较小。一般只有几百毫安，所以只用于简单的电动车辆模型上。蓄电池可以多次充电反复使用，而且放电电流大，有的能达到几安培，用在比较复杂的车辆模型上。
（1）干电池
我们在日常生活中用得最普遍的干电池是1号（即大号）、2号、5号三种规格的干电池。大多数电动遥控模型汽车也都采用这三种干电池。在干电池中，还有所谓高性能长寿电池和碱电池，两者的差别主要在使用寿命上，前者的使用寿命约为普通干电池的1.5倍，后者的使用寿命则可达干电池的3~4倍。
干电池的使用寿命还随使用方法而变，断续使用比连续使用具有更长的寿命。负载越大，消耗电流也越大，使用寿命就越短。与镍镉电池相比，干电池不能充电，一次用完就得丢弃。
（2）镍镉电池
镍镉电池可以反复使用300次以上，即使把充电器的成本计算在内，还是比使用干电池经济。一节镍镉电池电压为1.25伏，由于比干电池的电压（1.5伏）低，如果串联使用，必须注意它的电压。与干电池相比，它具有如下特点：
①电池的内阻低，可获得较大功率。
②能够提供较长时间的稳定功率输出。
③具有全密封结构，不会产生液体渗出现象，可以长时间保存。
④可以反复充电使用。
有些镍镉电池的形状与干电池相同，也有一些镍镉电池因有特殊用途而制造成其他多种形状。但不管是哪一种镍镉电池，充电时如不小心，就有可能缩短使用寿命。
镍镉电池的寿命和输出电流的强弱与充放电方法有很大关系。一节新买的5号镍镉电池，如果额定电流是600毫安，那就要用60毫安的电流充电12~14小时后才能使用。在第二次充电以前，一定要将用过的镍镉电池进行放电，把多余的电能全部放完。可以将一只1.2伏、100毫安的小电珠接在镍镉电池的两端进行放电，用电压表监测，直至0.4~0.6伏为止。因为镍镉电池有记忆效应，长时期不将多余电能放完就进行充电，电池内的一部分化学物质将不再转化成电能，它的输出电流就会越来越小，寿命也随之降低。
如果参加比赛时，为了提高电池的“爆发力”，在完全放电后，也可以用大电流进行充电。如用600毫安急充50分钟，或用300毫安急充2小时。但是，这种用大电流快充的办法尽量少用，它会缩短镍镉电池的寿命。除了特别严重的有记忆效应的镍镉电池之外，一般轻度的记忆效应都可消除，将已有记忆效应的镍镉电池充电至1.5~1.6伏，再放电至0.4~0.6伏然后再充再放，如此反复几次之后即可消除其记忆效应。
（3）镍氢电池
除了我们经常接触的镍镉电池之外，还有一种也是比较常见的充电电池，那就是镍氢电池，因为内部不含镉、水银等有毒成分，对环境没有污染，所以被称为绿色电池，也叫环保型电池。
电压也是1.25伏，一样能提供大电流，而且其额定电流也比较大，可以达到800~1500毫安，但是镍氢电池内阻稍大，爆发力逊于镍镉电池，价格也偏高。
镍氢电池的优点是没有记忆效应，使用比较方便。充电电流不能很大，最好使用镍氢电池的专用充电器充电。充电中要注意电池的散热，使用完后要等电池完全冷却后才能再次充电。
模型上还使用很多种电池，比如镕电池、铅蓄电池、太阳能电池等。
