直流发电机
第二章 直流电机
第三节 直流电机的绕组
◆对绕组的要求: 在能够通过规定的电流和产生足 够的电动势的前提下, 尽可能节省铜和绝缘材料, 并 且结构简单、运行可靠。
一、简单的绕组
结构: 1-2、3-4、5-6、7-8分别构成4个线圈.
(均匀分布，每两个相邻线圈隔45°)
缺点: 随着电枢的转动, 始终只有一个线圈有电流. 材料没有充分利用, 产生的总转矩或电势均 很小。
的交变电流； ②直流发电机中, 将绕组内的交变电动势转换为电
枢端上的直流电动势。 ◆ 换向器由许多换向片组成; 换向片间用云母绝缘
20
1—换向片 2—连接片
换向器
21
第二节 直流电机的铭牌数据 ◆额定值: 铭牌上的数据是额定值
额定值是电机制造厂按国家标准要求, 对电机的一 些电量或机械量规定的数值. ◆额定工况: 电机运行时, 电量和机械量符合额定值, 则电机运行情况为额定工况; 在额定工况下, 可以 保证电机可靠地正常工作,并具有优良的性能。
◆组成：
直流电 机结构
定子: 主磁极, 换向极, 机座, 电刷(产生磁场) 转子: 电枢铁心和绕组, 换向器, 轴, 风扇
(产生电磁转矩和感应电动势)
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1—换向器 2—电刷装置 3—机座 4—主磁极 5—换向极 6—端盖 7—风扇 8—电枢绕组 9—电枢铁心
直流电机的剖面图
13
直流电机横向剖面图
6
电动机的电磁关系
7
(二) 直流发电机的工作原理
直流发电机的工作原理
8
直流发电机工作原理：把电枢线圈中感应产生的交 变电动势，靠换向器配合电刷的换向作用，使之从 电刷端引出时变为直流电动势。 在直流发电机中, 换向器和电刷的共同作用： ①将线圈中的交流电动势整流成刷间的直流电动势 ②把转动的电路与外面不转的电路联接。
直流发电机的工作原理
直流发电机的工作原理关键信息项：1、直流发电机的定义和分类2、直流发电机的基本结构组成3、工作原理的主要步骤和过程4、磁场的产生与作用5、电枢绕组的运动与感应电动势6、换向器的功能与作用7、输出直流电压的特性和影响因素1、直流发电机的定义和分类11 直流发电机是一种将机械能转换为直流电能的装置。
它通过电磁感应原理，将输入的机械动力转化为电能输出。
111 按照励磁方式的不同，直流发电机可分为他励直流发电机、并励直流发电机、串励直流发电机和复励直流发电机。
112 他励直流发电机的励磁绕组由独立电源供电；并励直流发电机的励磁绕组与电枢绕组并联；串励直流发电机的励磁绕组与电枢绕组串联；复励直流发电机则同时具有并励和串励绕组。
2、直流发电机的基本结构组成21 直流发电机主要由定子、转子、电枢绕组、励磁绕组、换向器和电刷等部分组成。
211 定子通常包括主磁极和机座，主磁极提供磁场，机座用于支撑和固定整个电机。
212 转子由电枢铁芯、电枢绕组和转轴等构成，电枢绕组安装在电枢铁芯上，在磁场中旋转产生感应电动势。
213 电枢绕组是实现电能转换的关键部件，由许多导体按照一定规律连接而成。
214 励磁绕组用于产生磁场，其电流大小和方向决定了磁场的强度和方向。
215 换向器和电刷用于将电枢绕组中产生的交流电动势转换为直流电动势，并实现对外输出。
3、工作原理的主要步骤和过程31 当原动机带动直流发电机的转子旋转时，电枢绕组在磁场中做切割磁力线的运动。
311 根据电磁感应定律，导体在磁场中运动时会产生感应电动势。
312 由于电枢绕组中的导体不断交替地进入和离开磁场，其感应电动势的方向也在不断变化，形成交流电动势。
313 然而，通过换向器和电刷的作用，在电刷两端得到的是方向不变的直流电动势。
4、磁场的产生与作用41 直流发电机中的磁场通常由励磁绕组通电产生。
411 励磁电流通过励磁绕组时，在定子的主磁极中形成磁场。
412 磁场的强度和分布直接影响电枢绕组中感应电动势的大小和特性。
直流发电机工作的原理是
直流发电机工作的原理是直流发电机工作的原理是通过将机械能转换为电能。
直流发电机是一种能够将机械能转化为直流电能的设备，其工作原理基于电磁感应和电流的运动规律。
下面将详细介绍直流发电机的工作原理。
一、电磁感应原理直流发电机的工作原理基于法拉第电磁感应定律，即当导体穿过磁场时，会在导体两端产生感应电动势。
在直流发电机中，有两部分组成磁场：一个是静态磁场由永久磁铁提供，另一个是旋转磁场由电流通过的线圈产生。
二、励磁直流发电机中，励磁是实现电磁感应的关键步骤。
在励磁过程中，通过将一根带有绝缘漆包的电线绕在发电机的铁芯上，形成一个线圈。
当通过线圈的电流流动时，会在铁芯附近产生磁场。
三、电流的运动规律当发电机开始旋转时，导线切割磁力线，根据法拉第电磁感应定律，导线中会有感应电动势产生。
根据“左手定则”，这个电动势会产生一个垂直于磁场和导线方向的力，将电流推向一定方向运动。
四、直流发电机的结构直流发电机通常由定子和转子组成。
定子是固定的部分，包括永磁体和电枢绕组。
转子是旋转的部分，一般由电刷和电枢绕组组成。
当转子转动时，电刷与电枢绕组不断接触和分离，使电流在导线中形成一个周期性的变化。
五、换向器直流发电机中，为了改变电流的方向，需要使用一个叫做换向器的装置。
换向器能够将电流的方向周期性地改变，从而使电动机产生一个连续稳定的直流电流。
换向器由一系列的导电材料和碳刷组成。
六、总结直流发电机通过电磁感应原理将机械能转化为直流电能。
它的工作原理可以简化为：当发电机旋转时，导线切割磁力线产生感应电动势，通过电刷和电枢绕组的接触，电流的方向得以改变，从而产生连续的直流电流。
直流发电机是人类社会重要的能源转换设备，广泛应用于各个领域。
对于了解和理解直流发电机的工作原理，不仅能够帮助我们更好地使用它，还能够为后续的研究和创新提供基础。
因此，直流发电机的工作原理是我们必须了解和掌握的基础知识。
直流电机介绍
一、直流电机的磁路
图1.16 直流电机空载时的磁场分布示意图 1— 极靴；2—极身；3—元子磁轭；
4—励磁绕组；5—气隙；6—电枢齿；7—电枢磁轭
0
考虑到电机的运行性能 和经济性，直流电机额定运 行的磁通额定值的大小取在 磁化曲线开始弯曲的地方图 中的a点（称为膝部）。
N
A
If0 If
0
I fN F f 0 IN
图1.18 电机的磁化曲线
§1.3.2 直流电机负载时的磁场
负载时的气隙磁场将由励磁磁通势和电枢磁通势共同作 用所建立。
一、电枢磁通势和电枢磁场
图1.2 直流发电机原理模型
Hale Waihona Puke 从图看出，和电刷 A接触的导体永远位于 N极 下，同样，和电刷 B接触的导体永远位于S 极下。因 此，电刷 A始终有正极性，电刷 B始终有负极性， 所以电刷端能引出方向不变的但大小变化的脉振电 动势。如果电枢上线圈数增多，并按照一定的规律 把它们连接起来，可使脉振程度减小，就可获得直 流电动势。这就是直流发电机的工作原理。
长期过载或欠载运行都不好。为此选择电机时 ，应根据负载的要求，尽量让电机工作在额定状 态。
直流电动机的铭牌举例
§1.2
§1.2.1 直流电枢绕组基本知识 §1.2.2 单迭绕组 §1.2.3 单波绕组简介
§1.2.1 直流电枢绕组基本知识
电枢绕组是直流电机的一个重要部分，电机中机电能量的转换就是通 过电枢绕组而实现的，所以直流电机的转子也称为电枢。
各种发电机的工作原理
各种发电机的工作原理发电机是一种将机械能转化为电能的装置，它通过电磁感应原理来工作。
根据不同的工作原理，发电机可以分为直流发电机和交流发电机两种类型。
1.直流发电机直流发电机基于洛伦兹定律和法拉第电磁感应定律来工作。
它由一个旋转的励磁部分和一个定子部分组成。
当励磁部分以恒定速度旋转时，通过定子部分的导线，会产生电流。
直流发电机的工作原理可以分为励磁和电流产生两个步骤：-励磁：励磁部分通过一个恒定电流的电磁铁或永磁产生磁场。
这个磁场穿过定子部分的导线，导致导线内的电子受到洛伦兹力作用，开始靠近或远离导线的一侧。
-电流产生：当导线螺旋在励磁部分上旋转时，导线内的电子会受到电磁感应力的作用。
当导线靠近导线的一侧时，电子会受到一个电场力的作用，引起电流流经导线。
当导线远离导线的一侧时，电子会受到相反的电场力的作用，导致电流方向改变。
通过电刷和换向器，输出的电流变为一个单一方向的直流电流。
2.交流发电机交流发电机基于电磁感应和电场相互作用原理来工作。
它由一个旋转的励磁部分和定子部分组成。
交流发电机的工作原理可以分为励磁、感应和电流产生三个步骤：-励磁：励磁部分通过一个恒定电流的电磁铁或永磁产生一个旋转的磁场。
-感应：磁场的旋转穿过定子部分的导线，导致定子内的电子受到洛伦兹力作用，引起电子在导线上移动。
-电流产生：当磁场穿过定子的导线旋转一定角度时，导线内的电子开始移动。
由于导线本身与磁场的相互作用，电子会在导线上沿着不同的方向移动，形成一个交变的电流。
交流发电机可以通过刷子和换向器将产生的交流电流输出为一个单一方向的交流电流。
此外，还存在其他类型的发电机，如涡轮发电机、风力发电机和太阳能发电机。
-涡轮发电机：涡轮发电机基于涡轮机和发电机的结合。
它通过涡轮叶片被一个高速流体（如水或汽车尾气）冲击转动，并将这个转动运动传递给发电机，从而产生电能。
-风力发电机：风力发电机基于风能转化为机械能然后转化为电能的原理。
直流发电机的工作原理
直流发电机的工作原理直流发电机是一种将机械能转化为直流电能的设备。
它是工业和日常生活中最常见的电力装置之一。
本文将介绍直流发电机的工作原理，从其结构、磁场、电流以及发电过程等方面进行分析。
一、发电机结构直流发电机主要由定子和转子两部分组成。
定子是不动的，由铁芯和定子绕组构成，定子绕组通电后产生磁场。
转子是旋转的部分，其由铁芯、电刷和转子绕组组成。
二、磁场在直流发电机中，磁极产生了磁场，其中南极和北极是两个互相转换的极性。
在常见的直流发电机中，使用永磁体或者通过电磁铁产生磁场。
磁场的存在是发电机正常工作的前提条件。
三、电流直流发电机中的电流按照排列方式分为串联和并联两种。
串联电流是经过各个电刷后的电流逐渐相加，而并联电流则是在各个电刷处平行地流过。
四、工作原理1. 运行过程当直流发电机开始运行时，电动机带动转子旋转，同时定子绕组通电产生磁场。
由于磁极的变化，磁场在转子和定子之间产生变化，从而导致电场发生变化。
根据洛伦兹力定律，当导体在磁场中运动时，会受到力的作用。
2. 发电过程转子绕组中的导线受到力的作用，在电刷的摩擦下与电刷刷头产生电磁感应。
根据法拉第电磁感应定律，导线在磁场中运动时会感应出电动势。
电刷刷头会将导线产生的电流传导到外部电路中，经过负载后生成功率。
五、建立稳定的直流直流发电机本身只能产生交流电，但是通过使用电刷和集电环，可以将交流电转换为直流电。
当导线和送电环接触时，电刷会将交流电转换为直流电，并通过送电环输送到外部电路中。
六、与交流发电机的区别直流发电机与交流发电机的最大区别在于电流的传输方式。
在直流发电机中，电流是直接从电刷传输到外部电路中。
而在交流发电机中，电流的方向不断改变，通过变压器进行电流传输。
七、应用领域直流发电机被广泛应用于机械设备、电动工具、电动车辆等领域。
由于直流电的特点可以更好地适应这些领域的需求，因此直流发电机在工业生产和日常生活中都扮演着重要的角色。
总结：直流发电机的工作原理是通过机械能转化为直流电能。
直流电机工作原理和结构
一、直流电机的基本工作原理直流电机可分为直流电动机和直流发电机两大类，其工作原理可通过模型加以说明。
(一)直流发电机的工作原理图1—1所示为直流发电机的物理模型。
在图1—1中N、S为磁场，磁极固定不动，称为直流电机的定子。
abcd是固定在可旋转导磁圆柱体上的线圈，线圈连同导磁圆柱体是直流电机可转动部分，称为电机转子(又称电枢)。
线圈的首末端a、d连接到两个相互绝缘并可以随线圈一同转动的导电片上，该导电片称为换向片。
转子线圈与外电路的连接是通过放置在换向片上固定不动的电刷进行的。
在定子与转子间有间隙存在，称为空气隙，简称气隙。
在直流发电机的模型中，当有原动机拖动转子以一定的转速逆时针旋转时，根据电磁感应定律可知，在线圈abcd中将产生感应电动势。
设每边导体中的感应电势为e，则线圈电势为2e，电势e的瞬时值为：式中，e为导体感应电动势，单位为V;BX为导体所在处的磁通密度，单位为Wb/m ;l为导体ab或cd的有效长度，单位为m;v为导体ab或cd与BX间的相对线速度，单位为m/s。
导体中感应电动势的方向可用右手定则确定。
在逆时针旋转情况下，如图1—1(a)所示导体ab在N 极下，感应电动势的极性为a点高电位，b点低电位;导体cd在S 极下，感应电动势的极性为c点高电位，d点低电位，在此状态下电刷A的极性为正，电刷B的极性为负。
当线圈旋转1800后，如图1—1(b)，导体ab在S极下，导体ab则在N极下，此时导体中的感应电动势方向已改变，但由于原来与电刷A接触的换向片已经与电刷B接触，而与电刷B接触的换向片时换到与电刷A接触，因此电刷A的极性仍为正，电刷B的极性仍为负。
从图1—1中可以看出，和电刷A接触的导体总是位于N极下，和电刷B接触的导体总是位于S极下，因此电刷A的极性总为正，而电刷B的极性总为负，在电刷两端可获得直流电动势。
实际直流发电机的电枢是根据实际应用情况需要有多个线圈。
线圈分布于电枢铁心表面的不同位置上，并按照一定的规定连接起来，构成电机的电枢绕组。
直流发电机的实训原理
直流发电机的实训原理直流发电机的实训原理是通过电磁感应原理将机械能转化为电能的过程。
直流发电机是一种将机械能转化为直流电能的装置，广泛应用于各种电力系统中。
直流发电机由定子部分和转子部分组成。
定子部分包括定子铁心、定子线圈和定子绕组；转子部分包括转子铁心、转子线圈和转子绕组。
在直流发电机的实训中，通常使用刷碳装置发电机。
刷子是跟随转子旋转的，它与刷碳环接触，形成刷电极。
通过刷电极，将电流引出发生磨损，导致生火。
所以，在直流发电机的实训中要注意安全。
直流发电机的实训原理包括以下几个方面：1.磁场产生：在直流发电机实训中，通过外部电源或电池中的电流通入定子线圈，产生一个磁场。
磁场可以通过电磁感应原理的洛伦兹力来实现。
2.电势差产生：当转子部分与定子部分的磁场相互作用时，转子线圈会感受到一个感应电动势，使电子开始流动。
这个感应电动势会导致电子在导线中形成电流。
因此，通过电磁感应原理，机械能转化为了电能。
3.电流输出：转子绕组输出的电流通过刷碳环，从而通过刷子引出转子绕组的电流。
刷子与刷碳环之间的摩擦产生的火花也是不可避免的。
在实际的直流发电机中，要使用润滑剂减少刷子和刷碳环间的磨损。
4.滑差问题：滑差是直流发电机实训中的一个重要问题。
滑差指转子的转速与磁场转速之间的差异。
当直流发电机负载过大或电源电压波动时，滑差也会发生变化。
为了解决这个问题，可以通过增加刷子的压力或增加电源电压来调节。
以上是直流发电机的实训原理的基本概述。
在实际的实训中，一般会对各个部件进行调试和检测，以确保直流发电机的正常工作。
实训中还要注意安全，避免电源电压过高或过低、过载等情况。
通过实训，学生可以更好地了解直流发电机，并学会调试和维护。
深入理解直流发电机的工作原理对于学习电力工程课程和从事相关工作具有重要意义。
直流发电机工作的原理是
直流发电机工作的原理是直流发电机是一种将机械能转化为电能的装置。
它的工作原理基于法拉第感应定律和安培环路定理。
通过这两个原理的配合，直流发电机能够产生稳定的直流电。
直流发电机主要由定子和转子两部分组成。
在定子上布置了绕组，称为励磁绕组，通过外部电源提供直流电流。
转子则是由由导电材料制成的线圈组成。
首先，励磁绕组的直流电流通过定子产生一个恒定的磁场，这个磁场通常由一个永磁体或是一个电磁体提供。
这个磁场是一个恒定的磁极，一般采用两个相互相反的磁极。
当转子开始旋转时，它的导线会被磁场所穿透。
根据法拉第感应定律，当导线切割磁场时，会在导线两端产生感应电动势。
因此，导线上的电子将会受到一个力，使得电子在导线中移动。
这个力被称为洛伦兹力。
接下来，根据安培环路定理，当导电材料周围存在一个磁场时，由于洛伦兹力的作用，电子将会沿着导线周围的路径移动。
导线形成的闭合回路将会感应出一个磁场，产生一个磁极。
这个磁极与定子的磁极相互作用，使得转子继续旋转。
通过这种方式，直流发电机将机械能转化为电能。
但是，由于转子的旋转，导线的位置会随时间而改变，切割磁场的磁通量也会变化。
这导致了感应电动势的改变，使得输出电压不稳定。
为了解决这个问题，直流发电机通常配备了一个整流器。
整流器用于将输出的交流电转换为稳定的直流电。
整流器通常采用二极管或是其他电子器件制成，能够使得电流只能沿一个方向流动。
除了使用整流器，直流发电机还通常配备了一个电刷和一个换向器。
电刷与转子的绕组相连，能够使得电流流入绕组。
而换向器可以控制电流的流向，使得导线能够与磁场切割反向。
这样，直流发电机就能够产生稳定的直流电。
综上所述，直流发电机的工作原理是通过励磁绕组产生恒定的磁场，在转子旋转时，切割磁场产生感应电动势，进而将机械能转化为电能。
通过整流器、电刷和换向器的配合，直流发电机能够产生稳定的直流电。
直流发电机在现代社会起着重要的作用。
它广泛应用于发电厂、汽车发动机、电动机、电动工具等领域。
直流电机
• 直流发电机
• 直流电动机 额定转矩
额定转矩TN单位：N.m; 额定功率PN的单位：W
• • • •
1. 他励发电机 这种发电机的励磁电流是由另一直流电源单独供电的 。 2. 自励发电机 发电机的励磁电流由电机电枢提供，它又可分为如下三类。
• (1)并励发电机 • 励磁绕组与电机电枢两端并联连接，由发电机本 身发出的端电压提供励磁电流。 • (2) 串励发电机 • (3) 复励发电机 • • 此外，有些直流电机是用永久磁铁来产生磁场的， • 称为永磁式直流电机。
2. 转子部分
定子由主磁极、换向极、机座和电刷装置
机械能与电能相互转换的 枢纽，因此称作电枢。 电枢主要包括电枢铁心、电枢绕组、换 向器等。
1—轴承；2—轴；3—电枢绕组；4—换向极绕组；5—电枢铁心；6— 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
1 - 5 生产机械的机械特性
• 一、生产机械的机械特性 所谓生产机械的机械特性，是指同一轴上负载静阻转 矩和转速之间的函数关系。 可在同一直角坐标系中作出电动机的机械特性和生 产机械的机械特性，用运动方程式对传动系统的运行状 态进行分析。
(一) 恒转矩型机械特性 恒转矩型负载的特点是负载转矩与转速的大小无关，是一常数。 1. 摩擦性恒转矩负载
通过，使定子铁心产生固定磁场，
即定子的主要作用是产生主磁场。
2— 电枢绕组：在固定的磁场中 旋转，主要作用是产生感应电动 势或产生机械转矩，实现能量的 转换。 3—电刷
4—换向片
3、4—换向器：电刷固定不动，换向片与电枢绕组一起旋转， 主要作用对发电机而言是将电枢绕组内感应的交流电势转换成电
直流发电机工作原理
直流发电机工作原理
直流发电机的工作原理基于电磁感应现象和洛伦兹力的作用。
当一根导线在磁场中运动时，会在导线周围产生感应电动势（即电磁感应）。
而在导线中通过电流时，导线会受到磁场的洛伦兹力作用。
直流发电机通常由一个旋转部件（转子）和一个定位部件（定子）组成。
转子是由一组导线组成的线圈，在两个极端端子上通过外部电源供电，形成直流电流。
定子则是由一组磁铁组成的磁极，产生一个恒定的磁场。
当激励电流通过转子的线圈时，转子就会开始旋转。
当转子旋转时，导线就会穿过磁场，从而在导线中产生感应电动势。
当前产生的感应电动势的方向与磁场和导线的运动方向有关，根据右手定则确定。
然而，单纯的感应电动势并不能保持电流的持续流动。
这是因为转子在每个瞬间只有一部分导线处于磁场中。
为了解决这个问题，直流发电机通常配备了一个整流器装置，可以将感应电动势转化为直流电流。
整流器通常由一个组合的整流子和刷子构成。
整流子是由多个导体组成的旋转部件，由刷子与其接触。
刷子是固定的金属碳刷，通过与整流子摩擦，可以将感应电动势输出为带有特定极性的直流电流。
因此，当转子旋转时，感应电动势会不断地通过整流器转化为
直流电流。
这个直流电流可以用于给外部电路供电，如灯泡、电动机等设备。
直流电机的原理
直流电动机直流电动机是依靠直流工作电压运行的电动机，广泛应用于收录机、录像机、影碟机、电动剃须刀、电吹风、电子表动玩具等。
1.电磁式直流电动机电磁式直流电动机由定子磁极、转子(电枢)、换向器(俗称整流子)、电刷、机壳、轴承等构成，电磁式直流电动机的定子磁极(主磁极)由铁心和励磁绕组构成。
根据其励磁(旧标准称为激磁)方式的不同又可分为串励直流电动机、并励直流电动机、他励直流电动机和复励直流电动机。
因励磁方式不同，定子磁极磁通(由定子磁极的励磁线圈通电后产生)的规律也不同。
串励直流电动机的励磁绕组与转子绕组之间通过电刷和换向器相串联，励磁电流与电枢电流成正比，定子的磁通量随着励磁电流的增大而增大，转矩近似与电枢电流的平方成正比，转速随转矩或电流的增加而迅速下降。
其起动转矩可达额定转矩的5倍以上，短时间过载转矩可达额定转矩的4倍以上，转速变化率较大，空载转速甚高(一般不允许其在空载下运行)。
可通过用外用电阻器与串励绕组串联(或并联)、或将串励绕组并联换接来实现调速。
并励直流电动机的励磁绕组与转子绕组相并联，其励磁电流较恒定，起动转矩与电枢电流成正比，起动电流约为额定电流的2.5倍左右。
转速则随电流及转矩的增大而略有下降，短时过载转矩为额定转矩的1.5倍。
转速变化率较小，为5%~15%。
可通过消弱磁场的恒功率来调速。
他励直流电动机的励磁绕组接到独立的励磁电源供电，其励磁电流也较恒定，起动转矩与电枢电流成正比。
转速变化也为5%~15%。
可以通过消弱磁场恒功率来提高转速或通过降低转子绕组的电压来使转速降低。
复励直流电动机的定子磁极上除有并励绕组外，还装有与转子绕组串联的串励绕组(其匝数较少)。
串联绕组产生磁通的方向与主绕组的磁通方向相同，起动转矩约为额定转矩的4倍左右，短时间过载转矩为额定转矩的3.5倍左右。
转速变化率为25%~30%(与串联绕组有关)。
转速可通过消弱磁场强度来调整。
换向器的换向片使用银铜、镉铜等合金材料，用高强度塑料模压成。
发电机 的 介绍
发电机的介绍
发电机是一种将机械能转换成电能的设备，广泛应用于电力系统、交通运输、工业生产等领域。
根据工作原理和结构特点，发电机可分为直流发电机和交流发电机两大类。
下面分别对这两类发电机进行简要介绍。
一、直流发电机
直流发电机主要是通过磁场变动引起导体线圈中的电动势，从而实现电能的产生。
直流发电机的特点是输出电压稳定，适用于对电压稳定性要求较高的场合。
根据磁场来源的不同，直流发电机可分为永磁直流发电机和电磁直流发电机两种。
1. 永磁直流发电机
永磁直流发电机采用永磁体作为磁场源，具有体积小、重量轻、效率高等优点。
广泛应用于电动汽车、通信设备、电子产品等领域。
2.电磁直流发电机
电磁直流发电机采用电磁铁作为磁场源，具有输出电压稳定、响应速度快等特点。
主要应用于电力系统、交通运输等领域。
二、交流发电机
交流发电机是将机械能转换为交流电能的设备，其输出电压和电流随时间而周期性变化。
根据磁场和电枢的相对运动方式，交流发电机可分为旋转磁场发电机和线性发电机两种。
1.旋转磁场发电机
旋转磁场发电机是利用磁场与电枢的相对运动产生电动势，从而实现电能的产生。
其主要应用于风力发电、水力发电等领域。
2.线性发电机
线性发电机是一种新型发电设备，采用线性电磁感应原理，能够在较小体积和重量下实现较高的输出功率。
主要应用于便携式电子设备、电动汽车等领域。
总之，发电机作为一种重要的能源转换设备，在现代社会中发挥着举足轻重的作用。
随着科技的不断进步，发电机技术也在不断发展，未来发电机将在更广泛的领域发挥更大的作用。
第二章 直流电动机
把电枢外圆展开成直线，为分析气隙的磁动势画出. 如图+x O x 闭合回路。忽略铁心部分所需的磁压降， 则消耗在x点处每个气隙上的电枢磁动势为
Nia 1 2x Fa ( x) Nia x Ax 2 πDa πDa
。
Nia 1 2x Fa ( x) Nia x Ax 2 πDa πDa
式中 ——电枢表面单位长度上的安培导 体数； ia导体的电流；N电枢总导体数；Da电枢的直 径。
Nia A πDa
电枢磁场沿气隙的磁通密度分布为
Ba ( x) 0 H a 0 Fa
0
Ax
Ba ( x) 0
Ax
Fa ( x) Ax
2.3.3 电枢反应
直流电机电枢磁动势对励磁磁场的影响，称为电枢反应 1、使气隙磁场发生畸变，物理中性线偏离。 2、电枢反应有一定的去磁作用。
2. 换向的基本概念 直流电机工作作时，电抠绕组各元件不断地 从一个支路，换入另一个支路，元件中的电 流也不断地改变方向，过程叫做换向。
磁通密度不为为 零
磁通密度为零
空载磁场
负载磁场
常用的改善换向方法有两种： 加装换向磁极和移动电刷
1、加装换向磁极: 换向极绕组与电枢绕组串联，产生的磁动势与 电枢反应磁动势方向相反，
2.1 直流电机的工作原理
2.1.1 直流电动机的工作原理
直流电动机组成： NS磁极、绕有线圈的圆柱体电枢、换 向器、电刷
电刷和换向器
把转动的电枢与外 部固定的电源连接在 一起。 产生方向不变的电 磁转矩使电机连续转 动。 将输入的直流电能 变换为机械能输出。
2.1 直流电机的工作原理
交流发电机与直流发电机有什么区别
交流发电机与直流发电机有什么区别交流发电机是利用硅二极管整流，故又称硅整流发电机。
直流发电机是把机
械能转化为直流电能的机器。
两种发电机的区别如下。
1．结构不同
交流发电机没有换向器，直流发电机有换向器。
因为发电机是利用闭合导体切割磁力线产生电流，电流的大小和方向会随线圈转动方向改变，这就是交流电；而要想发电机输出电的方向不改变，即输出直流电，那么就要多一个换向器。
2．使用范围不同
交流发电机发出的为交流电，可以直接作为交流电动机和交流设施电源，使用范围广；而直流发电机主要为直流电动机、电解、电镀、电冶炼、充电及交流发电机的励磁等提供直流电。
虽然在需要直流电的地方，也可用电力整流器件，把交流电变成直流电。
但在实际使用中利用交流电整流的方法在使用方便、运行和可靠性及某些工作性能方面，与直流发电机直接输出直流电还是存在一定的差别。
简述直流发电机的基本工作原理
直流发电机的基本工作原理哎，说起直流发电机的基本工作原理，这可真是个既简单又神奇的东西，让我给你细细道来吧!想象一下，你手里有个直流发电机，它就像是一个会“变魔术”的盒子，能把机械能变成电能。
这发电机啊，其实就两大块：定子和转子。
定子就像是那固定的舞台背景，而转子呢，就是那个在上面跳舞的“演员”。
定子是由一堆绕组制成的，这些绕组就像是一条条细细的电线，一圈一圈地绕在那里。
而转子呢，它是由一组永磁体组成的，这些永磁体就像是小小的磁铁，带着强大的磁性。
现在，假设你启动了这个发电机，转子就开始转动了。
这个转动啊，就像是你在公园里荡秋千，或者是在骑自行车的那种感觉。
转子一转，磁场也跟着转，这磁场就像是空气里的波浪，一波一波地向前推进。
当磁场在定子绕组中的导体里移动时，就像是你把手伸进流动的水里，会感觉到一股力量。
这股力量呢，就是磁通变化引起的。
磁通一变，导体里的电子就开始移动了，就像是你在跑道上跑步，脚步不停地往前迈。
电子的移动就产生了电流，就像是你在水龙头下打开水阀，水流就会哗哗地流出来。
而这电流啊，就是发电机产生的电能。
但是，这个电流可不是一开始就是直流的，它其实是交变的，就像是你家里的交流电，一会儿正，一会儿负。
为了让这个交变电流变成直流电流，发电机里还有一个秘密武器——换向器和电刷。
换向器就像是个聪明的指挥家，它知道什么时候该让电流换个方向。
而电刷呢，就像是那个听话的小助手，它紧紧地贴着换向器，把电流引出来。
就这样，当转子不停地转动时，电流就通过换向器和电刷的配合，变成了稳定的直流电。
这直流电啊，就像是你在超市里买的那瓶矿泉水，清澈透明，喝起来又甜又解渴。
你可能会问，那发电机是怎么控制电压的呢?嘿，这个也简单。
你可以通过调整永磁体的大小，或者改变定子绕组的数目和大小，来控制发电机的电流和电压输出。
这就像是你调整电视机的音量和亮度一样，想让它大就大，想让它小就小。
有一次，我和朋友一起拆了一个旧发电机，想看看里面到底长啥样。
直流发电机原理
直流发电机原理直流发电机是一种将机械能转换为电能的装置。
它是由一个旋转的电枢和一个固定的磁场组成的。
当电枢在磁场中旋转时，就会产生电动势，从而产生电流。
直流发电机的原理可以分为电磁感应原理和洛伦兹力原理两个方面来进行解释。
首先，我们来看电磁感应原理。
根据法拉第电磁感应定律，当导体在磁场中运动时，就会在导体两端产生感应电动势。
直流发电机的电磁感应原理就是利用这个定律来实现的。
当电枢在磁场中旋转时，导体中的自由电子就会受到洛伦兹力的作用，从而在导体两端产生电动势。
这样，就可以通过外部电路连接，将电动势转化为电流输出。
其次，洛伦兹力原理也是直流发电机工作的重要原理之一。
根据洛伦兹力定律，当导体内的电子在磁场中运动时，就会受到磁场力的作用。
在直流发电机中，当电枢旋转时，导体内的电子就会受到磁场力的作用，从而在导体内产生电流。
这个电流就是我们所需要的输出电流。
除了以上两个原理外，直流发电机的工作还离不开分段子通电原理。
在直流发电机中，电枢和磁场都是通过电源进行通电的。
电枢通过用直流电源通电，形成了一个旋转的电场，而磁场则通过用直流电源通电，形成了一个固定的磁场。
这样，当电枢在磁场中旋转时，就会产生电动势，从而产生电流输出。
总的来说，直流发电机的工作原理是基于电磁感应原理和洛伦兹力原理的。
通过这两个原理的作用，直流发电机可以将机械能转化为电能，并输出给外部电路使用。
在现代工业中，直流发电机被广泛应用于各种场合，如发电、电动机、电磁铁等。
它的工作原理不仅是物理学的重要内容，也是工程技术的重要基础。
通过对直流发电机原理的深入了解，可以更好地应用和改进直流发电机的工作性能，推动科学技术的发展。
总结一下，直流发电机的原理是基于电磁感应原理和洛伦兹力原理的。
通过这两个原理的作用，直流发电机可以将机械能转化为电能，并输出给外部电路使用。
直流发电机的工作原理不仅是物理学的重要内容，也是工程技术的重要基础。
通过对直流发电机原理的深入了解，可以更好地应用和改进直流发电机的工作性能，推动科学技术的发展。
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实验二直流发电机一．实验目的1．掌握用实验方法测定直流发电机的运行特性，并根据所测得的运行特性评定该被试电机的有关性能。
2．通过实验观察并励发电机的自励过程和自励条件。
二．预习要点1.什么是发电机的运行特性？对于不同的特性曲线，在实验中哪些物理量应保持不变，而哪些物理量应测取。
2.做空载试验时，励磁电流为什么必须单方向调节？3.并励发电机的自励条件有哪些？当发电机不能自励时应如何处理？4.如何确定复励发电机是积复励还是差复励？三．实验项目1.他励发电机(1)空载特性：保持n=n N，使I=0，测取Uo=f(I f)。
(2)外特性：保持n=n N，使I f =I fN，测取U=f(I)。
(3)调节特性：保持n=n N，使U=U N，测取I f=f(I)。
2.并励发电机(1)观察自励过程(2)测外特性：保持n=n N，使R f2=常数,测取U=f(I)。
3.复励发电机积复励发电机外特性：保持n=n N，使R f=常数，测取U=f(I)。
四．实验设备及仪器1．MEL系列电机教学实验台主控制屏（MEL-I、MEL-IIA、B）。
2．电机导轨及测功机，转矩转速测量组件（MEL-13）或电机导轨及转速表。
3．直流并励电动机M03。
4．直流复励发电机M01。
5．直流稳压电源（位于主控制屏下部）。
6．直流电压、毫安、安培表（MEL-06）。
7．波形测试及开关板（MEL-05）。
8．三相可调电阻900Ω（MEL-03）。
9．三相可调电阻90Ω（MEL-04）。
10．电机起动箱（MEL-09）。
五．实验说明及操作步骤图1-3直流他励发电机接线图按图1-3接线G：直流发电机M01，P N=100W，U N=200V，I N=，N N=1600r/minM：直流电动机M03，按他励接法S1、S2：双刀双掷开关，位于MEL-05R1：电枢调节电阻100Ω/，位于MEL-09。
R f1：磁场调节电阻3000Ω/200mA，位于MEL-09。
R f2：磁场调节变阻器，采用MEL-03最上端900Ω变阻器，并采用分压器接法。
R2：发电机负载电阻，采用MEL-03中间端和下端变阻器，采用串并联接法，阻值为2250Ω（900Ω与900Ω电阻串联加上900Ω与900Ω并联）。
调节时先调节串联部分，当负载电流大于时用并联部分，并将串联部分阻值调到最小并用导线短接以避免烧毁熔断器。
mA1、A1：分别为毫安表和电流表，位于直流电源上。
U1、U2：分别为可调直流稳压电源和电机励磁电源。
V2、mA2、A2：分别为直流电压表（量程为300V档），直流毫安表（量程为200mA档），直流安倍表（量程为2A档）（1）空载特性a．打开发电机负载开关S2，合上励磁电源开关S1，接通直流电机励磁电源，调节R f2，使直流发电机励磁电压最小，mA2读数最小。
此时，注意选择各仪表的量程。
b．调节电动机电枢调节电阻R1至最大，磁场调节电阻R f1至最小，起动可调直流稳压电源（先合上对应的船形开关，再按下复位按钮，此时，绿色工作发光二极管亮，表明直流电压已正常建立），使电机旋转。
b．从数字转速表上观察电机旋转方向，若电机反转，可先停机，将电枢或励磁两端接线对调，重新起动，则电机转向应符合正向旋转的要求。
d．调节电动机电枢电阻R1至最小值，可调直流稳压电源调至220V，再调节电动机磁场电阻R f1，使电动机（发电机）转速达到1600r/min（额定值），并在以后整个实验过程中始终保持此额定转速不变。
e．调节发电机磁场电阻R f2，使发电机空载电压达V0=（240V）为止。
f．在保持电机额定转速（1600r/min）条件下，从U O=开始，单方向调节分压器电阻R f2，使发电机励磁电流逐次减小，直至I f2=o。
每次测取发电机的空载电压U O和励磁电流If2,只取7-8组数据，填入表1-2中，其中U O=U N和If2=O两点必测，并在U O=U N附近测点应较密。
表1-2 n=nU O（V）220 210 200 190 170 150 40I f2（A）96 77 72 63 62 55 0（2）外特性a．在空载实验后，把发电机负载电阻R2调到最大值（把MEL-03中间和下端的变阻器逆时针旋转到底），合上负载开关S2。
b．同时调节电动机磁场调节电阻R f1，发电机磁场调节电阻R f2和负载电阻R2，使发电机的n=n N,U=U N（200V），I=I N（），该点为发电机的额定运行点，其励磁电流称为额定励磁电流I f2N= A.c．在保持n=n N和I f2=I f2N不变的条件下，逐渐增加负载电阻，即减少发电机负载电流，在额定负载到空载运行点范围内，每次测取发电机的电压U和电流I，直到空载（断开开关S2），共取6-7组数据，填入表1-3中。
其中额定和空载两点必测。
表1-3 n=nU（V）200 190 180 170 160 150 140I（A）（3）调整特性a．断开发电机负载开关S2，调节发电机磁场电阻R f2，使发电机空载电压达额定值（U N=200V）b．在保持发电机n=n N条件下，合上负载开关S2，调节负载电阻R2，逐次增加发电机输出电流I，同时相应调节发电机励磁电流I f2，使发电机端电压保持额定值U=U N，从发电机的空载至额定负载范围内每次测取发电机的输出电流I和励磁电流I f2，共取5-6组数据填入表1-4中。
表1-4 n=nI（A）I f2（A）图1-4直流并励发电机接线图（1）观察自励过程a．断开主控制屏电源开关，即按下红色按钮，钥匙开关拨向“关”。
按图1-4接线R1、R f1：电动机电枢调节电阻和磁场调节电阻，位于MEL-09。
A1、mA1：直流电流表、毫安表，位于可调直流电源和励磁电源上。
mA2、A2：直流毫安表、电流表位于MEL-06。
R f2：MEL-03中二只900Ω电阻相串联，并调至最大。
R2：采用MEL-03中间端和下端变阻器，采用串并联接法，阻值为2250Ω。
S1、S2：位于MEL-05V1、V2：直流电压表，其中V1位于直流可调电源上，V2位于MEL-06。
b．断开S1、S2，按前述方法（他励发电机空载特性实验b）起动电动机，调节电动机转速，使发电机的转速n=n N，用直流电压表测量发电机是否有剩磁电压，若无剩磁电压，可将并励绕组改接他励进行充磁。
c．合上开关S1，逐渐减少R f2，观察电动机电枢两端电压，若电压逐渐上升，说明满足自励条件，如果不能自励建压，将励磁回路的两个端头对调联接即可。
（2）外特性a．在并励发电机电压建立后，调节负载电阻R2到最大，合上负载开关S2，调节电动机的磁场调节电阻R f1，发电机的磁场调节电阻R f2和负载电阻R2，使发电机n=n N,U=U N，I=I N。
b．保证此时R f2的值和n=n N不变的条件下，逐步减小负载，直至I=0，从额定到负载运行范围内，每次测取发电机的电压U和电流I，共取6-7组数据，填入表1-5中，其中额定和空载两点必测。
表1-5 n=nU（V）I（A）3．复励发电机（1）积复励和差复励的判别a．接线如图1-5所示R1、R f1：电动机电枢调节电阻和磁场调节电阻，位于MEL-09。
A1、mA1：直流电流、毫安表V2、A2、mA2：直流电压、电流、毫安表，采用MEL-06组件。
R f2：采用MEL-03中两只900Ω电阻串联。
R2：采用MEL-03中四只900Ω电阻串并联接法，最大值为2250Ω。
S1、S2：单刀双掷和双刀双掷开关，位于MEL-05开关板上。
按图接线，先合上开关S，将串励绕组短接，使发电机处于并励状态运行，按上述并励发电机外特性试验方法，调节发电机输出电流I=，n=n N，U=U N。
b．打开短路开关S1，在保持发电机n，R f2和R2不变的条件下，观察发电机端电压的变化，若此电压升高即为积复励，若电压降低为差复励，如要把差复励改为积复励，对调串励绕组接线即可。
图1-5直流复励发电机接线图（2）积复励发电机的外特性。
实验方法与测取并励发电机的外特性相同。
先将发电机调到额定运行点，n=n N，U=U N，I=I N，在保持此时的R f2和n=n N不变的条件下，逐次减小发电机负载电流，直至I=0。
从额定负载到空载范围内，每次测取发电机的电压U和电流I，共取6-7组数据，记录于表1-6中，其中额定和空载两点必测。
U（V）I（A）六．注意事项1.起动直流电动机时，先把R1调到最大，R f2调到最小，起动完毕后，再把R1调到最小。
2.做外特性时，当电流超过安时，R2中串联的电阻必须调至零，以免损坏。
七．实验报告1.根据空载实验数据，作出空载特性曲线，由空载特性曲线计算出被试电机的饱和系数和剩磁电压的百分数。
2.在同一张座标上绘出他励、并励和复励发电机的三条外特性曲线。
分别算出三种励磁方式的电压变化率：ΔU=N NO U UU-?100%并分析差异的原因。
3.绘出他励发电机调整特性曲线，分析在发电机转速不变的条件下，为什么负载增加时，要保持端电压不变，必须增加励磁电流的原因。
八．思考题2.并励发电机不能建立电压有哪些原因？答；并励发电机的励磁绕组与电枢绕组并联，励磁电流由发电机电枢绕组自己供给，所以不需要建立电压2.在发电机一电动机组成的机组中，当发电机负载增加时，为什么机组的转速会变低？为了保持发电机的转速n=n N，应如何调节？答；一方面当负载电阻减小，使负载电流增大，端电压下降；另一方面负载电阻减小后端电压下降，端电压下降导致机组转速变低。
可用降压或串电阻的方法进行调节；也可两种方法同时使用。