电机及拖动——直流电机基本工作原理

变化产生的涡流损耗， 电枢铁心通常采用 0.35 ～ 0.5mm 硅 钢 片 冲
转轴
压叠成。
转子部分
•电枢绕组的作用是产生感应 电动势和电磁转矩，从而实现
转子是直流电机电的能重和机要械部能件的相。互转换。
由于感生电动势和•它电是磁由转许多矩形都状是相同的线圈
在转子绕组中产生按每，一个是定线的圈机排的械列两能规个律边和联分接别而嵌成在。电 电磁能转换的枢纽枢，铁因心的此槽直里流，在电槽内的这两
直流电机的基本结构剖面图
2
3
1
4 5
6
7
8
1—电枢绕组；2—电枢铁心；3—主磁极铁心；4—励磁绕组； 5—换向极铁心；6—换向极绕组；7—主磁极磁靴； 8—转轴
定子部分：
① 主磁极 ② 机座 ③ 换向极 ④ 电刷装置
其作用是产生恒定的主磁场， 由主磁极铁心和套在铁心上的 励磁绕组组成。铁心的上部叫 极身，下部叫磁靴。磁靴的作 用是减小气隙磁阻，使气隙磁 通沿气隙均匀分布。
能将直流电能转换成机械能的 称直流电动机或称其工作于直流 电动状态。
将电能转换成机械能的则称为 直流发电机或称其工作于直流电 动状态。
直流电机的基本结构
1—轴承；2—轴；3—电枢绕组；4—换向极绕组；5—电枢铁心； 6—后端盖；7—刷杆座；8—换向器；9—电刷；10—主磁极； 11—机座；12—励磁绕组；13—风扇；14—前端盖
机的转子也称为电个枢边。称为有效边。
电枢铁心 电枢绕组
23
4
换向器
转轴
1
56
1---转轴；2—轴承；3—换向器； 4—电枢铁心；5—电枢绕组；6—风扇
转子部分
•换 向 器 是 直 流 电 机 的 关 键 部 件 ， 它 与 电刷配合，在直流电机中，能将电枢绕
转子是直流电机的组 刷重两中端的要的交直流部流电件电动动势。势或或交直流流电电流流转。变成电 由于感生电动势和电•换磁向器转的矩种类都很多是，主要取决于电机 在转子绕组中产生，的容是量机与转械速能。在和中小型直流电机中最 电磁能转换的枢纽，常用因的此为拱直形流换向电器
ie c
B
d
S
f—电磁力，单位是牛顿（N） Bx—导件所在位置的磁感应强度，单位是 特斯拉（T） l—导件ab和cd的有效长度，单位是米（m） I—导件中流过的电流，单位是安培（A）
+ U
-A
N
a n
i
b e
ie c
B
d
S
由左手定则可以判断出电枢绕组所受的电 磁力是逆时针方向。为了使电动机能沿着一 定的方向连续转动，就必须在线圈转动的情 况下，保持进入N极下的线圈电流始终是一 个方向，而S极下的电流是另一个方向。
直流发电机则根据切割磁场的 导体会产生感应电势这一基本理 论工作。
直流电动机原理分析
+ U
-A
B
N
a n
i
d
S
b e
ie c
+ U
-A
N
a n
i
b e
ie c
B
d
S
首先要在励磁绕组上通入直流励磁电 流，产生所需要的磁场
再通过电刷和换向器向电枢绕组通入 直流电流，提供电能
于是电枢电流在磁场的作用下产生电 磁转矩，驱动电机转动。
+ U
Hale Waihona Puke -ANa ni
b e
ie c
B
d
S
在电刷A和B间加上一直流电压时，则在绕 组元件中就有一个直流电流产生，其方向是： A→B ， 根 据 基 本 的 电 磁 力 定 律 可 知 ， 通 有 电流的导件ab和cd在磁场中会受到电磁力 的作用。其大小为：
f =Bx L I
+ U
-A
N
a n
i
b e
定子部分：
① 主磁极 ② 机座 ③ 换向极 ④ 电刷装置
其作用有两个，一是
使转子绕组与电机外部 电路接通；二是与换向 器配合，完成直流电机 外部直流与内部交流的 互换。
转子部分
转子是直流电机的重要部件。 由于感应电动势和电磁转矩都是 在转子绕组中产生，是机械能和 电磁能转换的枢纽，因此直流电 机的转子也称为电枢。
定子部分：
① 主磁极 ② 机座 ③ 换向极 ④ 电刷装置
机座有两个作用，一是作为
各磁极间的磁路，这部分称 为定子的磁轭；二是作为电 机的机械支撑。
定子部分：
① 主磁极 ② 机座 ③ 换向极 ④ 电刷装置
换向极的作用是改善直流 电机的换向性能，消除直 流电机带负载时换向器产 生的有害火花。换向极的 数目一般与主磁极数目相 同，只有小功率的直流电 机不装换向极或装设只有 主磁极数一半的换向极。
第一章 直流电机基本工作原理
第一章 直流电机的基本工作原理
广东机电职业技术学院 吴灏
第一章直流电机基本原理
直流电机基本工作原理及基本结构 直流电机的电枢绕组 直流电机的磁场 直流电机电枢绕组的感应电动势与电磁
转矩 直流发电机 直流电动机
直流电机基本原理及结构
直流电机是一种旋转电器，完 成直流电能与机械能的转换。
机的转子也称为电枢。
电枢铁心 电枢绕组 换向器 转轴
1—换向片； 2—套筒； 3—V形环； 4—片间云母； 5—云母； 6—螺母
4 1
3 6
5 2
转子部分
转轴、支架和风扇 对于小容量
转子是直流电机的的 上直 。重流 对要电 于机 大部， 容电 量件枢 的。铁 直心 流装电在机轴，
由于感生电动势和电为减磁少转硅钢矩片的都消是耗和转子重 在转子绕组中产生，量 铁， 心是轴 装机上 在装 金械有 属金 支能属 架和支 上架 。，为电了枢加
+ U
-A
N
a n
i
b e
ie c
B
d
S
为了保证电机逆时针方向受力实现连续地 逆时针方向转动，当导体ab在N极下的时候， 电流方向是a→b;当导体ab转到S极下时，电 流就应该由b→a.同样导体cd中的电流也应 作相应的改变。
电磁能转换的枢纽，强 扇电因机此的散直热，流轴电上还装有风 机的转子也称为电枢。
电枢铁心 电枢绕组
23
4
换向器 转轴
1
56
1---转轴；2—轴承；3—换向器； 4—电枢铁心；5—电枢绕组；6—风扇
直流电机工作原理
直流电机的工作原理是基于电 磁感应原理和电磁力定律的。 直流电动机根据载流导体在磁 场中受力这一基本原理工作。
电枢铁心
电枢绕组
换向器
转轴
转子部分
转子是直流电机的重要部件。 由于感生电动势和电电磁枢转铁心矩有都两是个作用：
在 电转磁子能绕转组换中的产 枢生 纽， ，•分是 因；一机 此是械 直作为能 流磁和 电路的一部 机的转子也称为电枢•在。铁二心是的将槽电内枢。绕组安放
电枢铁心
•为了减小由于电机磁通
电枢绕组 换向器