直流电动机电刷和换向器的工作原理
直流有刷电机工作原理
直流有刷电机工作原理直流有刷电机是一种常见的电动机，其工作原理基于直流电流通过电刷和旋转的电枢产生转动力。
本文将详细介绍直流有刷电机的工作原理。
直流有刷电机由电枢、永磁体、电刷和换向器组成。
电枢是电机的旋转部分，由一组绕在铁芯上的线圈组成。
永磁体则是电机的固定部分，它产生一个恒定的磁场。
电刷连接电源和电枢，通过与电枢的接触，使电流流经电枢。
换向器则用于改变电流的方向，以保证电枢在转动过程中始终得到正向的电流。
当电流通过电枢时，电枢会在永磁体的磁场作用下产生一个力矩，使电枢开始转动。
当电枢转动时，电刷会与换向器接触，换向器会改变电流的方向，使电枢继续受到正向的电流作用。
这种不断改变电流方向的过程称为换向。
在电枢转动的同时，永磁体的磁场也会不断改变。
当电枢转动到一定角度时，换向器会改变电流的方向，使电枢受到反向的电流作用。
这样，电枢就会受到一个与之前相反的力矩，使得电枢继续转动。
通过不断的换向过程，电枢可以持续地旋转。
直流有刷电机的工作原理可以通过左手法则来理解。
将左手张开，将大拇指、食指和中指分别垂直放置。
食指代表磁场方向，中指代表电流方向，大拇指则代表电枢的转动方向。
当电流通过电枢时，根据左手法则，可以确定电枢的转动方向。
直流有刷电机具有转速可调、响应速度快等优点，因此广泛应用于各个领域。
例如，在家用电器中，直流有刷电机常用于洗衣机、电风扇等电动设备中。
在工业领域，直流有刷电机可以用于控制机器人的运动、驱动输送带等。
总结一下，直流有刷电机是一种基于直流电流通过电刷和旋转的电枢产生转动力的电机。
它由电枢、永磁体、电刷和换向器组成，通过不断改变电流方向和磁场作用，实现电机的转动。
直流有刷电机具有转速可调、响应速度快等优点，被广泛应用于各个领域。
高中物理 直流电机的基本原理与结构课件
Ia
U Ea Ra
0
电磁转矩T为制动性质转矩，电动机向电源
回馈电能，此时电机运行状态称为发电回馈制动。
2．应用：位能负载高速下放和降低电枢电压调速等场
合。
1．制动原理：由直流电动机拖动的电车在平路行驶，当电
车下坡时电磁转矩T与负载转矩TL（包括摩擦转矩Tf）共 同作用，使电动机转速上升，当n＞no时，Ea＞U，Ia反向， T反向成为制动转矩，电动机运行在发电回馈制动状态。
（3－3）
式中 Ce一与电动机结构有关的另一常数；
φ一每极磁通（Wb）；
n一电动机转速（r／min）；
Ea一电枢电动势（V）。 如图3－9所示，直流电动机在旋转时，电枢电动势Ea的 大小与每极磁通φ和电动机转速n的乘积成正比，它的方向与电
枢电流方向相反，在电路中起着限制电流的作用。
第三节 他励直流电动机的运行原 理与机械特性
能耗制动开始瞬间电动机电枢电流为
Ia
UEa Ea RaRbk RaRbk
（3-20）
2．机械特性 能耗制动的机械特性方程
二、反接制动 反接制动有（1）电枢反接制动（2）倒拉反接制动两种方式。 （一）电枢反接制动 1．制动原理：电枢反接制动是将电枢反接在电源上，同时电枢 回路要串接制动电阻RBk。控制电路如图3-21所示。
2．机械特性：倒拉反接制动的机械特性方程式为
机械特性曲线如图3－22b所示 综上所述，电动机进人倒拉反接制动状态必须有位
能负载反拖电动机，同时电枢回路必须串人较大的电阻。 此时位能负载转矩为拖动转矩，而电动机的电磁转矩是制 动转矩，它抑制重物下放的速度，使其安全下放。
三、发电回馈制动 1．发电回馈制动：当电动机转速高于理想空载转速， 即n＞no时，电枢电动势Ea大于电枢电压U，电枢电流，
直流电动机的换向
为了控制电动机的转速，电流的大小可以进行调节。通过改变输入电压或串入 电阻，可以调整电流的大小，从而控制电动机的转矩和转速。
电动机的磁场变化
磁场方向的改变
在直流电动机的换向过程中，磁 场的方向会发生周期性的变化。 定子磁场和电枢电流相互作用产 生旋转力矩，推动电动机旋转。
磁场强度的调节
提高换向器的制造精度
总结词
提高制造精度
详细描述
提高换向器的制造精度是改善直流电动机换向的另一个关键措施。通过采用高精度的制造工艺和设备 ，可以减小换向器各部件的误差，提高其配合精度。这有助于减少换向过程中的不均匀磨损和机械振 动，进一步改善电动机的性能。
加强电动机的维护保养
总结词：维护保养
详细描述：加强直流电动机的维护保养是保持其良好换向性能的重要措施。定期对电动机进行清洁、润滑和检查，及时更换 磨损的零部件，可以确保电动机的正常运行和延长其使用寿命。此外，合理的维护计划和规范的操作流程也有助于减少换向 故障的发生。
直流电动机的换向
目录
• 直流电动机换向概述 • 直流电动机换向过程 • 直流电动机换向器的作用 • 直流电动机换向不良的影响 • 直流电动机换向的改进措施 • 直流电动机换向的发展趋势
01 直流电动机换向概述
换向的定义
• 换向：在直流电动机中，换向是指通过改变电枢绕组的电流方向或磁场方向的顺序，以实现电动机连续旋转的过程。
电刷通过与铜片的接触，将电流引入或引出转子 绕组。
换向器的内缘通常与转子轴固定在一起，随转子 一起旋转。
换向器的维护与保养
01
定期检查换向器的表面 状况，确保没有磨损或 烧蚀现象。
02
检查电刷的磨损情况， 及时更换磨损严重的电 刷，以保证电流的稳定 传输。
直流电机中换向器的作用
直流电机中换向器的作用直流电机是一种常见的电动机，它广泛应用于各种机械设备中。
直流电机的转子上带有一个电刷，电刷和电机的电源之间通过换向器连接。
换向器是直流电机中一个重要的组成部分，它的作用是改变电流的方向，从而使电机能够正常运转。
换向器的结构换向器通常由电刷、电刷座、换向环、弹簧等部件组成。
电刷是一种带有碳刷的金属零件，它与电刷座相连，能够在电机的旋转中与换向环接触。
电刷座是一种金属零件，它固定在电机的端盖上，与电刷相连。
换向环是一种圆形金属零件，它通过电机的旋转与电刷接触，从而改变电流的方向。
弹簧是一种金属零件，它用于保持电刷与换向环之间的接触。
换向器的作用直流电机的转子上带有一个电刷，电刷和电机的电源之间通过换向器连接。
在电机旋转时，电刷与换向环相接触，从而改变电流的方向。
当电流方向改变时，电机的转子也会随之改变方向。
因此，换向器是直流电机中一个非常重要的组成部分，它能够使电机正常运转。
换向器的维护换向器是直流电机中一个比较容易损坏的部分，因为在电机的运转过程中，电刷和换向环之间会产生摩擦，从而导致电刷磨损。
为了保证电机的正常运转，需要定期对换向器进行维护。
换向器的维护主要包括以下几点：1.清洁电刷和电刷座。
在清洁电刷和电刷座时，需要使用清洁剂和软毛刷，将电刷和电刷座上的灰尘和污垢清除干净。
2.检查电刷的磨损情况。
如果电刷磨损严重，需要及时更换。
3.检查弹簧的弹性。
如果弹簧松弛或弹性不足，需要及时更换。
4.检查换向环的磨损情况。
如果换向环磨损严重，需要及时更换。
总之，换向器是直流电机中一个非常重要的组成部分，它能够改变电流的方向，从而使电机正常运转。
为了保证电机的正常运转，需要定期对换向器进行维护，以延长电机的使用寿命。
电机换向原理
电机换向原理电机换向原理是指在电机运行过程中，改变电流方向以改变电机旋转方向的原理。
电机换向是电机正常运行的关键，它直接影响到电机的性能和使用效果。
下面将详细介绍电机换向原理及其相关知识。
1. 直流电机的换向原理。
直流电机是一种常见的电机类型，其换向原理是通过电刷和换向器来实现的。
当电机转子旋转时，换向器会不断地改变电流的方向，使得电机可以持续地旋转。
换向器的工作原理是利用转子位置的变化来控制电刷与换向器之间的接触，从而改变电流的方向，实现电机的换向。
2. 交流电机的换向原理。
交流电机的换向原理与直流电机有所不同，它通常采用了定子绕组的分布和电源的交流特性来实现换向。
在交流电机中，定子绕组的分布会使得电流方向随着转子位置的变化而自动改变，从而实现电机的换向。
这种换向方式称为自感换向，它可以使得交流电机在没有换向器的情况下实现正常的换向操作。
3. 无刷直流电机的换向原理。
无刷直流电机是近年来发展起来的一种新型电机，其换向原理是通过电子换向器来实现的。
电子换向器可以根据转子位置和速度来精确地控制电流的方向和大小，从而实现电机的换向。
无刷直流电机的换向原理更加精密和可靠，可以提高电机的效率和性能。
4. 电机换向原理的应用。
电机换向原理在各种电机中都有着重要的应用，它直接影响到电机的运行效果和使用性能。
合理的换向设计可以使得电机运行更加平稳和高效，减少能量损耗和机械磨损，延长电机的使用寿命。
因此，电机换向原理的研究和应用对于提高电机的性能和使用效果具有重要意义。
总结。
电机换向原理是电机运行过程中的重要原理，它直接影响到电机的运行效果和使用性能。
不同类型的电机有着不同的换向原理，但都是通过改变电流方向来实现电机的换向操作。
合理的换向设计可以提高电机的效率和性能，延长电机的使用寿命。
因此，深入研究电机换向原理对于电机的设计和应用具有重要意义。
直流电机原理以及换向工作介绍
直流电机原理以及换向工作介绍直流电机换向器的工作原理就是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的原理。
电刷上不加直流电压，用原动机拖动电枢使之逆时针方向恒速转动，线圈两边就分别切割不同极性磁极下的磁力线，而在其中感应产生电动势，电动势方向按右手定则确定。
这种电磁情况表示在图上。
由于电枢连续地旋转，，因此，必须使载流导体在磁场中所受到线圈边ab和cd交替地切割N极和S极下的磁力线，虽然每个线圈边和整个线圈中的感应电动势的方向是交变的．线圈内的感应电动势是一种交变电动势，而在电刷A，B端的电动势却为直流电动势（说得确切一些，是一种方向不变的脉振电动势）。
因为，电枢在转动过程中，无论电枢转到什么位置，由于换向器配合电刷的换向作用，电刷A通过换向片所引出的电动势始终是切割N极磁力线的线圈边中的电动势，因此，电刷A始终有正极性。
同样道理，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。
如每极下的线圈数增多，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。
同时也说明子直流发电机实质上是带有换向器的交流发电机。
从基本电磁情况来看，一台直流电机原则上既可工作为电动机运行，也可以作为发电机运行，只是约束的条件不同而已。
在直流电机的两电刷端上，加上直流电压，将电能输入电枢，机械能从电机轴上输出，拖动生产机械，将电能转换成机械能而成为电动机，如用原动机拖动直流电机的电枢，而电刷上不加直流电压，则电刷端可以引出直流电动势作为直流电源，可输出电能，电机将机械能转换成电能而成为发电机。
同一台电机，能作电动机或作发电机运行的这种原理．在电机理论中称为可逆原理。
电机与电气控制1 直流电机
一般可达D=2.5～12；
（4）电能损耗较小。
降压调速的直流电源：
G—M系统示意图
SCR—M系统示意图
（3）减弱磁通调速 改变磁通只能从额定值往下调，调节磁通 调速即是弱磁调速 。
恒转矩负载时弱磁通 调速过程
减弱磁通调速 Φ 2< Φ 1< Φ N
弱磁调速的优点：
2．固有机械特性和人为机械特性
固有（自然）机械特性：电枢电压、励磁磁通 为额定值，且电枢回路不外串电阻时的机械特性。 机械特性斜率很小， 他励直流电动机的固 有机械特性是硬特性。 通常额定转速降nN只 有额定转速的百分之 几到百分之十几。
（一）他励直流电动机的机械特性
2．固有机械特性和人为机械特性 人为机械特性： ①电枢串电阻时的人为特性
主要起支撑作用。 端盖固定在机座上，其上放置轴承支 撑直流电机的转轴，使直流电机能够 旋转。
二、转子部分
作用:
转子又称电枢，是电机的转动部分， 其作用是感应电势和产生电磁转矩， 从而实现能量的转换
构成:
电枢铁心
换向器 电机转轴
电枢绕组
轴承和风扇
（一）电枢铁心
作用：通过磁通和嵌放 电枢绕组。
材料：为减小磁滞损耗和涡流损耗，电枢铁心 用0.35mm或0.5mm厚的硅钢片叠成，表面有绝 缘层。
限制启动电流的方法：
他励直流电动机： 电枢回路串电阻启动 降低电枢电压启动 启动时应保证电动机 的磁通为最大值，以 使转矩较大
1．电枢回路串电阻启动 启动前，应使励磁回路调节电阻Rst=0，
UN I st R a R st
对于普通直流电动机，一般要求 Ist≤（1.5～2）IN 为了缩短启动时间，保持电动机在启动过程中 的加速不变，应将启动电阻平滑地切除，最后 使电动机转速达到运行值。
有刷直流电机工作原理详解
有刷直流电机工作原理详解有刷直流电机是一种广泛应用于各种工业领域的电机，其工作原理基于电磁感应原理，通过磁场和电流的作用力使转子转动。
下面将对有刷直流电机的工作原理进行详细解释。
一、有刷直流电机的结构有刷直流电机主要由定子、转子、电刷、换向器等部分组成。
定子通常由铁芯和绕组组成，用于产生磁场；转子由铁芯和绕组组成，其上产生的电流与定子的磁场相互作用产生转矩；电刷和换向器则用于控制电流的方向，保证电机正反转。
二、有刷直流电机的工作原理1、通电后，定子绕组产生磁场当有电流通过定子绕组时，绕组中的电流将产生磁场，该磁场在空间上呈闭合状态，称为磁路。
在磁路上，磁力线分布不均匀，使得磁路上的各点具有不同的磁阻。
2、转子在磁场中受力转动转子上的绕组在磁场中会受到力的作用，这个力就是转矩。
转矩的方向与电流的方向有关，当电流方向改变时，转矩方向也会改变。
因此，通过改变电流方向，可以控制电机的正反转。
3、电刷和换向器的作用电刷和换向器是有刷直流电机中非常重要的组成部分。
电刷的作用是将电源的正负极连接到转子的绕组上，以控制电流方向；换向器则用于自动改变电流的方向，以保证电机正反转。
4、调速原理有刷直流电机的调速原理主要是通过改变电流的大小来控制转矩的大小，从而控制电机的转速。
具体来说，当电流增大时，转矩增大，电机的转速也会相应提高；当电流减小时，转矩减小，电机的转速会降低。
因此，可以通过调节电流的大小来实现对电机转速的控制。
三、有刷直流电机的优缺点1、优点：有刷直流电机具有结构简单、控制方便、体积小、转速高、价格低等优点，因此在许多领域得到了广泛应用。
2、缺点：有刷直流电机的缺点主要包括磨损大、维护成本高、寿命短等。
由于电刷和换向器的存在，使得电机的可靠性受到一定的影响。
四、总结有刷直流电机是一种应用广泛的电机，其工作原理基于电磁感应原理，通过磁场和电流的作用力使转子转动。
有刷直流电机的优缺点并存，但其结构简单、控制方便、体积小、转速高等优点使得其在许多领域具有广泛的应用前景。
电机学第三版知识点总结
电机学知识点总结直流电动机知识点1、直流电动机主要结构是定子和转子；定子主要包括定子铁心、励磁绕组、电刷。
转子主要包括转子铁心、电枢绕组、换向器.2、直流电动机通过电刷与换向器与外电路相连接。
3、直流电动机的工作原理:通过电刷与换向器之间的切换，导体内的电流随着导体所处的磁极性的改变而同时改变其方向，从而使电磁转矩的方向始终不变。
4、通过电刷和换向器将外部通入的直流电变成线圈内的交变电流的过程叫做“逆变”。
5、励磁方式分为他励式和自励式;自励式包括并励式、串励式和复励式。
(只考他励式和并励式，掌握他励式和并励式的图形)6、直流电机的额定值:①额定功率PN对于发电机额定功率指线端输出的电功率;对于电动机额定功率指轴上输出的机械功率。
②额定电压、额定电流均指额定状态下电机的线电压线电流。
7、磁极数=电刷数=支路数（2p=电刷数=2a，p为极对数，a为支路对数)8、空载时电极内的磁场由励磁绕组的磁动势单独作用产生，分为主磁通和漏磁通两部分。
9、电枢反应:负载时电枢磁动势对气隙主磁场的影响。
10、电刷位置是电枢表面电流分布的分界线。
11、交轴电枢反应的影响:①使气隙磁场发生畸变;②物理中线偏离几何中线;③饱和时具有一定的去磁作用。
12、电刷偏离几何中线时，出现直轴。
13、Ea=Cen Te=CTp Ia CT=9.55Ce14、发电机Ea=U+1aRa电动机U=Ea+IaRa15、他励发电机的特性（主要掌握外特性U=f(I) )曲线向下倾斜原因①U=Ea -IaRa;随着负载电流Ⅰ增大,电枢电阻压降IaRa随之增大，所以U 减小。
②交轴电枢反应产生一定的去磁作用;随着负载的增加,气隙磁通·和电枢电动势Ea 将减小,再加上IaRa的增大使电压的下降程度增大16、并励发电机自励条件:①电机的磁路中要有剩磁;②励磁绕组的接法要正确，使剩磁电动势所产生的电流和磁动势，其方向与剩磁方向相同;③励磁回路的总电阻必须小于临界电阻。
直流电机的工作原理
直流电机的工作原理
直流电机是一种常见的电动机，它通过直流电源提供电能，将电能转换为机械能，驱动机械装置运转。
直流电机的工作原理主要包括磁场产生、电流通路和力矩产生三个方面。
首先，直流电机的工作原理与磁场产生密切相关。
在直流电机中，通常会有一个磁场产生装置，它可以是永磁体或者电磁铁。
当电流通过磁场产生装置时，会在装置周围产生磁场，形成磁极。
这个磁场是直流电机工作的基础，因为它与电流之间会产生相互作用，从而产生力矩，驱动电机运转。
其次，直流电机的工作原理还与电流通路有关。
在直流电机中，电流通路是通过电刷和换向器来实现的。
电刷是连接电源和电机的导电装置，它与换向器配合工作，使得电流可以按照一定的规律在电机的绕组中流动。
这样，电流在磁场中产生作用，产生力矩，从而驱动电机转动。
最后，直流电机的工作原理还涉及到力矩的产生。
在直流电机中，当电流通过绕组时，会在绕组中产生磁场，这个磁场与磁场产生装置的磁场相互作用，产生力矩。
这个力矩会驱动电机转动，实现能量转换。
综上所述，直流电机的工作原理是通过磁场产生、电流通路和力矩产生三个方面相互作用，实现电能到机械能的转换。
通过对这些原理的深入理解，可以更好地掌握直流电机的工作特点，为实际应用提供理论支持。
直流电动机基本工作原理
直流电动机基本工作原理
直流电动机基本工作原理如下：
1. 电磁感应：直流电动机的核心是一个称为电枢的带有导线的金属线圈。
当通过这个线圈流过电流时，会在其周围产生磁场。
2. 感应磁场：当电源连接到电动机的电枢上时，电流开始流动，产生磁场。
这个磁场与电枢上的永久磁体产生作用，产生一个力矩。
3. 力矩转换：根据洛伦兹力的原理，电流通过电枢产生的磁场会与永久磁体产生的磁场相互作用，产生一个力矩。
这个力矩会使电动机开始旋转。
4. 电刷与换向器：直流电动机的电枢需要不断地改变方向来保持旋转。
为了实现这一点，电动机装有一个装置，称为电刷和换向器。
电刷是通过电流进入电枢的导线，而换向器则用来改变电流的方向，以保持电动机的旋转方向。
5. 转子与定子：直流电动机由两个主要部分组成，分别是转子和定子。
转子是电动机旋转的部分，定子是固定的部分。
电流通过电枢产生的磁场与转子上的永久磁体相互作用，产生旋转力矩。
综上所述，直流电动机的基本工作原理是通过电流在电枢产生的磁场与转子上的永久磁体相互作用，产生旋转力矩，从而驱动电动机旋转。
直流电动机换向原理
直流电动机换向原理
直流电动机的换向原理是通过改变电机的电流方向来改变电动机的旋转方向。
在直流电动机中，电流通过电枢产生的磁场与永磁体的磁场相互作用，从而产生转矩使电动机转动。
换向即是让电流方向与磁场的相互作用方向发生变化。
要实现换向，通常采用换向器（也称为电刷和换向环）的设计。
在电刷上有两个交替排列的碳刷，它们与旋转的电枢接触，并通过换向环与电源相连。
当电动机开始运行时，刷子与电枢接触，电流通过刷子进入电枢。
这时，由于电枢与永磁体的磁场相互作用，电枢开始转动。
当电枢转到一定位置时，刷子会与换向环接触。
在接触过程中，电流的方向会通过刷子和换向环转换。
换向器的设计使得电流方向能够周期性地改变。
这样，即使电枢转动方向与磁场方向相同，由于电流方向的改变，电枢仍然会受到反向的力矩，从而使电动机保持稳定的旋转。
通过控制换向器中电刷和换向环的位置，可以实现电动机的正转、反转和停止。
例如，当电刷与换向环之间段开断时，电动机会停止转动；当电刷和换向环接触时，电动机会继续转动。
同时，通过改变电动机电源的极性，也可以改变电动机的转向。
总而言之，直流电动机的换向原理是通过改变电流方向，实现电枢与永磁体磁场的不断相互作用，从而使电动机产生稳定的
旋转。
这种换向原理可以通过换向器设计和控制来实现不同的转向和运行状态。
串励直流电动机工作原理
串励直流电动机工作原理一、清点人数，记考勤二、复习上节课相关知识三、引入新课1、组成：由定子、转子、电刷和换向器组成，如图2所示。
转子（电枢）：产生电磁转矩。
转子（磁场）：产生磁场。
电刷：将直流电引入到电枢中。
换向器：保证同一磁极下电流的方向一致。
1—风扇；2—机座；3—电枢；4—主磁极；5—电刷；6—换向器；7—接线板；8—出线盒；9—换向极；10—端盖图2 直流电动机的组成2、电动机的工作原理基本工作原理：通电导体在磁场中产生电磁力，使导体产生旋转运动，实现了电能与机械能的转变。
工作情况：当蓄电池电流经过电刷引入电枢后，在线圈中有电流流过，方向如图所示。
根据左手定则，可以确定电磁力的方向，可见线圈在电磁力的作用下沿逆时针方向旋转。
当线圈旋转过半圈后，两个换向片更换了接触的电刷，流过线圈的电流也发生了改变，但是电磁力矩的方向没有改变，这样就保证了电机始终向一个方向旋转，如图3所示。
图3 直流电动机的工作原理3、电动机的工作特性工作特性：直流串励式电动机的力矩M、转速n和功率P随电枢电流变化的规律，如图4所示。
图4 直流电动机的特性转矩特性：定义：电动机的转矩与电动机电流之间的关系。
分析：⑴起动瞬间，制动状态，电流值最大，电枢转速为零，力矩也相应达到最大值。
且力矩与电流的平方成正比，因此力矩最大，易于发动机的起动。
这就是汽车采用直流串励式电动机的主要原因。
⑵随着转速的提高，力矩不断下降。
转速特性：定义：电动机的转速与电动机电流之间的关系。
分析：⑴当电枢电流增加时，电压降IsΣR 增加，在磁路未饱和时，Φ的值也增加，故n急剧下降。
⑵直流串励电动机另一特性：重载时转速低，可保证发动机的安全起动，而在轻载时转速高，易造成飞车事故。
因此对于功率较大的电动机，不允许在轻载或空载下运行。
功率特性：定义：电动机的输出功率与电流之间的关系。
分析：⑴全制动时：起动发动机瞬间，转速和输出功率均为零，电流最大，转矩最大；⑵空载时：电流最小，转速最大，功率为零；电枢电流在最大值一半时，功率最大。
直流电机电刷和换向器的作用
直流电机电刷和换向器的作用
直流电机是一种常见的电动机，广泛应用于各种机械设备。
它的工作原理是通过电流的作用，使电机内部的转子转动，从而实现机械能的转换。
在直流电机中，电刷和换向器是两个非常重要的部件，它们的作用不可忽视。
电刷是直流电机中的一个重要部件，它的作用是将电源中的电能传递到电机的转子上。
电刷通常由碳和金属合金等制成，具有较好的导电性能和耐磨性能。
在直流电机中，电刷通过与电机旋转的电极接触，将电能传递给电机的转子，从而使转子开始旋转。
同时，电刷也起到了电流反向的作用，使电机能够正常工作。
除了电刷外，换向器也是直流电机中不可或缺的部件。
换向器的作用是控制电机旋转方向，使电机能够实现正反转。
换向器通常由多个导电片和刷子组成，导电片与电机旋转的电极相连，当电机旋转时，刷子会在导电片上滑动，从而使电路中的电流反向，从而实现电机的方向控制。
同时，换向器还可以根据需要通过改变导电片的排列方式，实现电机的多速度控制。
总的来说，电刷和换向器是直流电机中非常重要的部件，它们的作用是将电能传递到电机的转子上，并控制电机的方向和速度。
在实际应用中，电刷和换向器的性能对电机的工作效率和寿命有着至关重要的影响。
因此，在选择电刷和换向器时，需要根据具体的工作
需求和电机的特点进行合理的选择，以保证电机的正常工作和长期稳定运行。
直流电动机换向器的工作原理_理论说明以及概述
直流电动机换向器的工作原理理论说明以及概述1. 引言1.1 概述在现代工业中，电动机被广泛应用于各种设备和机械系统中。
而直流电动机作为一种常见的电动机类型，其换向器起着至关重要的作用。
直流电动机换向器是一种控制装置，用于改变电动机绕组的通电方向，从而实现电流方向的改变。
通过换向器的作用，直流电动机可以顺利地进行正常运转，并实现可靠的反向转向操作。
1.2 文章结构本文将主要围绕直流电动机换向器展开阐述，分为五个部分进行讨论。
首先，在引言部分介绍本文的概述、结构和目的。
其次，在第二部分中详细解释了直流电动机换向器的工作原理，包括换向器的定义、组成部分以及它们在整个系统中所扮演的角色和功能。
接下来，在第三部分中对直流电动机换向过程中涉及到的理论知识进行说明，包括涉及到换向基础原理、换向过程中发生的变化以及该过程对电动机性能所产生的影响。
然后，在第四部分将对直流电动机换向器在实际应用中的应用进行实例分析，对不同类型换向器进行比较与评价，并对成本效益进行分析和优化策略的推荐。
最后，在结论部分总结主要观点，并展望直流电动机换向器的未来发展趋势和研究方向。
1.3 目的本文的目的是为读者提供一个全面、清晰地了解直流电动机换向器工作原理和理论知识的指南。
通过对换向器的概述、组成部分和功能的介绍，能够帮助读者深入理解其在直流电动机运行中扮演的重要角色。
此外，文章还将通过实际案例分析和比较评价不同类型换向器，为读者提供实际应用中的参考和决策依据。
最后，通过结论部分的总结和展望，读者可以得出文章所阐述内容的主要观点，并进一步了解未来直流电动机换向器发展的趋势以及研究方向。
2. 直流电动机换向器的工作原理：2.1 什么是直流电动机换向器：直流电动机换向器（也称为直流电机的可逆控制器）是一种用于改变直流电动机旋转方向的装置。
它在实际应用中起到了至关重要的作用，使得直流电动机可以灵活地实现正转、反转和停止操作。
2.2 换向器的组成部分：换向器通常由以下几个基本组成部分构成：- 线圈或绕组：它们铺设在定子上，包括至少两个互补排列的线圈，其中一个产生磁场以推动转子旋转。
直流电机的基本结构和工作原理
第二节 直流电机的铭牌数据及主要系列
一、直流电机的铭牌数据
指轴上输出 的机械功率
电动机
额定功率PN
额定条件下电机
发电机
指电刷间输出的 额定电功率
所能提供的功率
额定电压U N
额定电流I N
在额定工况下，电机 出线端的平均电压
转子逆时针方向旋转。
当电枢旋转到右图所示位置时
原N极性下导体ab转到S极下， 受力方向从左向右，原S 极下导 体cd转到N极下，受力方向从右 向左。该电磁力形成逆时针方向 的电磁转矩。线圈在该电磁力形 成的电磁转矩作用下继续逆时针 方向旋转。
与直流发电机相同，实际的直流电动机的电枢并非单一线圈， 磁极也并非一对。
第一节距 y1 ：一个元件的两个有效边在电枢表面跨过的距离。
第二节距 y2 ：连至同一换向片上的两个元件中第一个元件的下
层边与第二个元件的上层边间的距离。
合成节距 y ：连接同一换向片上的两个元件对应边之间的距离。
单叠绕组
y y1 y2
单波绕组
y y1 y2
换向节距 yk ：同一元件首末端连接的换向片之间的距离。
当原动机驱动电机转 子逆时针旋转时同，线 圈abcd将感应电动势。 如右图，导体ab在N极 下，a点高电位，b点低 电位；导体cd在S极下， c点高电位，d点低电位； 电刷A极性为正，电刷B 极性为负。
当原动机驱动电机转子逆时针
旋转180后0 ，如右图。
导体ab在S极下，a点低电位， b点高电位；导体cd在N极下，c 点低电位，d点高电位；电刷A极 性仍为正，电刷B极性仍为负。
直流电 动机的 工作原 理示意 图:
直流电机的基本工作原理和结构
直流电机的基本工作原理和结构现在行驶在马路上的电动汽车越来越多了，大家考虑过电动汽车的动力源是什么呢？还有现在逐渐走进大众视野的无人机，无人机是由什么驱动的呢？想必大家心中都已经有了答案：它们都是由直流电机驱动。
其实直流电机的应用非常广泛，小到电动玩具，大到各种加工机床都有直流电机的身影。
直流电机是电机的主要类型之一，它的主要特点是使用直流电。
一、直流电机的基本工作原理直流电机是直流发电机和直流电动机的统称。
直流发电机是由原动机带动转子旋转，将机械能转换成直流电能，进而对负载供电。
直流电动机是外施直流电源在定、转子上，进而转子旋转带动同轴负载运转，将直流电能转化成机械能。
下图1是直流发电机的工作模型。
图1 直流发电机的工作模型图1中N、S是两个在空间固定不动的磁极，可以是永久磁铁，也可以是电磁铁；abcd是一个装在可以转动的铁磁圆柱体（转轴）上的线圈，合称为电枢，也就是电机的转子；线圈的首、末端分别连接到与电枢同轴旋转的两个圆弧形的铜片上，称为换向片，换向片之间及换向片与转轴之间是相互绝缘的；A和B是两个与换向片相接触，但空间上静止不动的铜片，称为电刷。
从电刷A、B引出即可对负载供电。
当原动机拖动电枢，也就是转子，以转速n恒速旋转时，导体ab和cd切割磁力线而感应电动势，其方向可用右手定则确定。
整个线圈的电势方向是e dcba，即从d到a。
此时如果在电刷之间接上负载，就有电流产生，为负载供电。
当电枢转过180°时，线圈abcd中感应电动势的方向为e abcd,即从a到d。
因为电刷的原因，因而流过外部负载的电流方向不变，所以说发电机发出的是直流电。
根据以上两个特定位置的分析，可以得出直流发电机以下几个结论：（1）在电枢线圈内的感应电动势e a及电流i a都是交流电，通过换向片及电刷的整流（交流变直流）作用才变成外部两电刷间的直流电动势，使外部电路得到方向不变的直流电流；（2）发电机电枢线圈中的感应电动势e a与其电流i a的方向始终一致；（3）虽然电枢线圈是旋转的且电枢线圈中的电流是交变的，但从空间上看N极与S极下的电枢电流的方向不变，因此由电枢电流所产生的磁场在空间上是一个恒定不变的磁场；（4）电枢绕组电流与磁场相互作用产生电磁力f。
串励直流电动机工作原理
串励直流电动机工作原理一、清点人数，记考勤二、复习上节课相关知识三、引入新课1、? 组成：由定子、转子、电刷和换向器组成，如图2所示。
转子（电枢）：产生电磁转矩。
转子（磁场）：产生磁场。
电刷：将直流电引入到电枢中。
换向器：保证同一磁极下电流的方向一致。
1—风扇；2—机座；3—电枢；4—主磁极；5—电刷；6—换向器；7—接线板；8—出线盒；9—换向极；10—端盖图2 直流电动机的组成2、? 电动机的工作原理基本工作原理：通电导体在磁场中产生电磁力，使导体产生旋转运动，实现了电能与机械能的转变。
工作情况：当蓄电池电流经过电刷引入电枢后，在线圈中有电流流过，方向如图所示。
根据左手定则，可以确定电磁力的方向，可见线圈在电磁力的作用下沿逆时针方向旋转。
当线圈旋转过半圈后，两个换向片更换了接触的电刷，流过线圈的电流也发生了改变，但是电磁力矩的方向没有改变，这样就保证了电机始终向一个方向旋转，如图3所示。
图3 直流电动机的工作原理3、电动机的工作特性工作特性：直流串励式电动机的力矩M、转速n和功率P随电枢电流变化的规律，如图4所示。
图4 直流电动机的特性转矩特性：定义：电动机的转矩与电动机电流之间的关系。
分析：⑴起动瞬间，制动状态，电流值最大，电枢转速为零，力矩也相应达到最大值。
且力矩与电流的平方成正比，因此力矩最大，易于发动机的起动。
这就是汽车采用直流串励式电动机的主要原因。
⑵随着转速的提高，力矩不断下降。
转速特性：定义：电动机的转速与电动机电流之间的关系。
分析：⑴当电枢电流增加时，电压降IsΣR 增加，在磁路未饱和时，Φ的值也增加，故n急剧下降。
⑵直流串励电动机另一特性：重载时转速低，可保证发动机的安全起动，而在轻载时转速高，易造成飞车事故。
因此对于功率较大的电动机，不允许在轻载或空载下运行。
功率特性：定义：电动机的输出功率与电流之间的关系。
分析：⑴???? 全制动时：起动发动机瞬间，转速和输出功率均为零，电流最大，转矩最大；⑵???? 空载时：电流最小，转速最大，功率为零；电枢电流在最大值一半时，功率最大。
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直流电动机的工作原理是通过直流电源供电，使电动机内的电刷和换向器协同工作，从而实现电动机的正常运转。
电刷和换向器在直流电动机中起着至关重要的作用，下面就让我们分别来了解它们的工作原理。
一、直流电动机电刷的工作原理
1.电刷的作用
电刷是直流电动机中用来与电机转子产生接触的部件，其主要作用是在电机转子旋转时，通过与转子接触，使电流得以传递，从而产生磁场，推动电机正常工作。
2.电刷的结构
一般情况下，直流电动机电刷由导电材料制成，常见的有石墨和金属材料。
电刷通常呈方形或矩形，其一端与电极连接，另一端与转子接触，以便传递电流。
3.电刷的工作原理
当直流电源导入电机时，电刷与转子发生接触，电流通过电刷进入转子，然后转子在磁场的作用下产生旋转力，带动电机正常工作。
二、直流电动机换向器的工作原理
1.换向器的作用
换向器是直流电动机中用来改变电流流向的部件，其主要作用是在电机转子旋转时，通过改变电流的方向，使得电机能够继续正常工作。
2.换向器的结构
直流电机的换向器一般由固定的换向架和浮动的换向片组成。
换向片与电刷接触，用来改变电流的流向。
3.换向器的工作原理
当电机转子旋转到一定位置时，换向器会自动改变电流的流向，以保持转子的正常运转。
换向器的工作原理是通过不断改变电流的方向，使得转子能够持续受到推动力，从而保持电机的正常工作。
直流电动机的电刷和换向器是电机正常运转的关键部件，它们通过与转子的接触和改变电流的流向，使得电机能够持续地产生磁场和旋转力，从而实现电机的正常工作。
在实际应用中，电刷和换向器的设计和选择对电机的性能和使用寿命都有着重要的影响，因此需要特别重视。
直流电动机作为一种常见的电动机类型，其工作原理和关键部件是非常重要的。
接下来我们将进一步探讨直流电动机的工作原理和关键部件在实际应用中的重要性。
让我们来进一步了解一下直流电动机的电刷。
电刷是直流电动机内与转子产生接触的关键部件，其主要作用是在电机转子旋转时，通过与
转子接触，使电流得以传递，从而产生磁场，推动电机正常工作。
在
实际应用中，电刷的质量和性能直接影响着电机的运转效率和稳定性。
选择合适的电刷材料和设计合理的电刷结构对于电机的性能和寿命至
关重要。
我们来进一步讨论直流电动机的换向器。
换向器是直流电动机中用来
改变电流流向的重要部件，其主要作用是在电机转子旋转时，通过改
变电流的方向，使得电机能够继续正常工作。
在实际应用中，换向器
的设计和工作稳定性对电机转子的运转速度和负载承受能力有着重要
的影响。
合理选择换向器的材料和结构设计，并保证其稳定可靠的工作，对于提高电机的效率和性能至关重要。
在电动机的实际运行过程中，电刷和换向器的工作稳定性和耐久性是
非常重要的。
电刷和换向器的不良工作会引起电机的故障和损坏，严
重影响电机的正常运行。
在电机的设计和制造过程中，需要特别重视
电刷和换向器的选择和设计，以确保电机的稳定运行和长期使用。
在现代工业生产中，随着电动机对能源利用效率和环保要求的提高，
对电刷和换向器材料的要求也越来越高。
传统的电刷和换向器材料可
能无法满足新的要求，因此需要不断研发新材料和新工艺，以提高电
刷和换向器的性能和稳定性，从而进一步提升电动机的效率和可靠性。
直流电动机的电刷和换向器作为电机的关键部件，在电机的工作原理
和性能中起着至关重要的作用。
在实际应用中，合理选择和设计电刷和换向器，保证其稳定可靠的工作，对于提高电机的效率和性能至关重要。
需要不断加大对电刷和换向器材料的研发和应用，以满足电动机对材料性能和稳定性的不断提高的需求。