直流电机工作原理
直流电机的工作原理
直流电机的工作原理
1、直流电动机的工作原理：
在图中，线圈连着换向片，换向片固定于转轴上，随电机轴一起旋转，换向片之间及换向片与转轴之间均相互绝缘，它们构成的整体称为换向器。
电刷A、B在空间上固定不动。
在电机的两电刷端加上直流电压，由于电刷和换向器的作用将电能引入电枢线圈中，并保证了同一个极下线圈边中的电流始终是一个方向，继而保证了该极下线圈边所受的电磁力方向不变，保证了电动机能连续地旋转，以实现将电能转换成机械能以拖动生产机械，这就是直流电动机的工作原理。
留意：每个线圈边中的电流方向是交变的。
2、直流发电机的工作原理：
如图，当用原动机拖动电枢逆时针方向旋转，线圈边将切割磁力线感应出电势，电势方向可据右手定则确定。
由于电枢连续旋转，线圈边ab、cd将交替地切割N极、S极下的磁力线，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交变电动势，但由于电刷和换向器的作用，使流过负载的电流是单方向的直流电流，这始终流电流一般是脉动的。
在图中，电刷A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，它始终具有正极性；电刷B始终具有负极性。
这就是直流发电机的工作原理。
3、电机理论的可逆性原理：
从基本电磁过程看，一台直流电机既可作为电动机运行，也可作为发电机运行，只是外界条件不同而已。
当外加直流电压，可作为拖动生产机械的电动机运行，将电能变换为机械能。
若用原动机拖动电枢旋转，可输出电能，为发电机运行，将机械能变换为电能。
直流有刷电机的工作原理
直流有刷电机的工作原理直流有刷电机是一种将电能转化为机械能的设备，在很多场合如风力发电机、电动汽车、电动工具等都有广泛的应用。
它的主要工作原理是靠磁场与电流之间的相互作用。
1.电机结构直流有刷电机由转子和定子两部分组成。
转子是旋转部分，由支撑转子轴的轴承、转子芯、换向器、磁轭、磁极等组成。
定子是静止部分，由定子铁芯、定子绕组、前后端盖等组成。
直流有刷电机采用永磁体产生磁场，具体而言，是通过接通定子绕组中的电流产生磁场，使其与永磁体形成磁通，从而实现旋转。
2.工作原理2.1 磁场与电流直流有刷电机中，磁极间存在一个轴向的磁通，称为空气磁通。
在运转时，定子绕组内会注入电流，这些电流会形成一个与空气磁通相互垂直的磁场。
由于电流的方向不同，产生的磁场方向也不同。
当电流流过绕组时，会形成磁场，磁场又会作用于磁极，从而改变磁通分布。
当磁通分布不均匀时，就会使得转子转动，因为电机中都是以磁极为方向的。
2.2 换向器的作用当转子继续转动时，该磁力会使转子绕组进入下一个磁场区域，但定子绕组中的电流方向仍然保持不变，从而导致磁力的极性变化。
为了让磁极的转动能够持续下去，需要交换绕组的电流方向。
这个任务就由变向器承担，变向器旋转一周将绕组中的电流方向反向，实现了磁极的转动。
2.3 感应电动势的产生由于绕组中的电流方向改变，因此会改变磁通的分布。
这种改变磁通的行为对电磁感应的产生十分重要。
当绕组中电流方向改变时，绕组中会产生一个感应电动势。
感应电动势的方向和磁通的方向成反比例关系，但它的大小与磁通的变化速度成正比例关系。
当磁通变化速度越快时，感应电动势的大小越大。
这种感应电动势会使电流在绕组内产生反向的流动，从而磁极继续旋转。
3.结论直流有刷电机主要通过磁场和电流的相互作用，产生电动势并将电能转换为机械能的过程中来实现其工作原理。
它也承担着许多应用的要求，例如高转速、高输出功率、高效率等要求，因此电机的设计不仅要考虑运动轨迹和电气性能，而且还要考虑其应用的实际情况，以达到更好的使用效果。
直流电机的基本工作原理
直流电机的基本工作原理
直流电机是一种将直流电能转换为机械能的电动机，广泛应用于工业、交通、家电等领域。
其基本工作原理如下：
一、电磁感应原理
直流电机的核心是电枢，它由若干个线圈组成。
当电枢通电时，线圈
内会产生磁场，而周围的永磁体也会产生磁场。
这两个磁场作用在一起，产生了磁力线的相互作用。
这里的相互作用就是电磁感应原理。
二、安培定则
电枢中的电流受到洛伦兹力的作用，从而产生了强烈的转动力矩。
这
里的转动力矩是根据安培定则来描述的。
安培定则是指电流在磁场中
的受力方向受洛伦兹力的限制。
三、换向器原理
由于直流电的特性，电流方向是恒定不变的。
因此，为了保证电枢能
够顺畅地旋转，需要借助一种叫做换向器的装置。
换向器能够将电枢
的电流方向随着电机的旋转而不断地反转，从而使电机一直保持转动。
四、通用性
直流电机具有通用性，不仅可以用于直流电源，还可以在交流电路中使用。
这得益于电机内部的换向器能够将交流电源转换为直流电源，从而使得直流电机能够在交流电路中运行。
五、应用广泛
直流电机广泛应用于各种领域，例如电子游戏机、电动机车、电动汽车、家庭电器等。
由于其结构简单、制造工艺简便，因此在现代工业中也占有重要地位。
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类型，广泛应用于各种电动设备和工业控制系统中。
它的工作原理基于法拉第电磁感应和楞次定律，通过电流在磁场中相互作用产生力矩，从而实现电能转化为机械能。
本文将详细介绍直流电机的工作原理及其相关知识。
一、直流电机的基本结构直流电机由定子、转子、永磁体、集电装置、换向器和机壳等组成。
定子上绕有一组线圈，称为电枢。
转子则由一片或多片导电材料构成。
当传导电流通过电枢时，产生的磁场与永磁体的磁场相互作用，使转子发生转动。
二、电枢的工作原理电枢是直流电机的核心组件，它通过电流激发磁场，从而产生力矩并推动转子运动。
具体来说，电流流经电枢时，会形成环绕电枢的磁场。
根据楞次定律，当导体（即电枢）在磁场中运动时，会产生一个与运动方向垂直的感应电动势。
这个感应电动势会导致电枢中的电流方向发生改变，实现了电能到机械能的转化。
三、永磁体的作用在直流电机中，永磁体是产生恒定磁场的关键部件。
它通常由强磁性材料制成，如钕铁硼或铁氧体。
永磁体的磁场与电枢产生的磁场相互作用，使电枢在磁场中运动。
同时，永磁体也可以提供稳定的磁场，使电机具备较高的功率密度和效率。
四、集电装置与换向器集电装置是直流电机中起到传递电流的作用。
由于转子会不断旋转，所以为了保持电流的稳定，需要使用集电装置来接触和传导电流。
而换向器则用于实现电流方向的改变，确保电枢能够持续地产生力矩并推动转子转动。
五、直流电机的应用由于直流电机具有结构简单、工作可靠、调速范围广等优点，广泛应用于各行各业。
在家用电器中，直流电机常用于风扇、洗衣机、真空吸尘器等设备中。
在工业生产中，直流电机则应用于各种机床、电动车辆、机器人等领域。
六、直流电机的优势与不足直流电机具有一些明显的优势，如启动扭矩大、调速性能好、响应快等。
同时，直流电机还可以通过外加电阻或控制器来实现调速和反转。
然而，直流电机也存在一些不足之处，例如换向器容易磨损、浪费能量较高等。
直流电机工作原理
直流电机工作原理直流电机是一种将直流电能转化为机械能的装置。
它是由一个固定部分（定子）和一个旋转部分（转子）组成的。
当电流通过定子线圈时，会在定子中产生一个磁场。
而当磁场与转子上的磁场相互作用时，就会产生一个电力矩，推动转子旋转。
直流电机的工作原理可以分为以下几个方面来说明：1.磁场产生：当直流电流通过定子线圈时，会在定子内部产生一个磁场。
这是因为电流通过线圈时，会在线圈周围产生一个磁场。
而由于定子线圈是直接与电源相连的，因此它会持续地产生磁场。
2.磁场与转子相互作用：转子上有一个磁场。
当转子与定子中的磁场相互作用时，就会产生一个电力矩。
这是因为两个磁场之间会相互吸引或排斥，从而产生一个力矩作用在转子上。
3.反向作用力：当转子开始转动时，它会产生一个逆向的电动势，也就是所谓的自感电势。
这个电动势会抵消部分输入电流，从而减少了电流在定子线圈上的流动，进而减小了定子产生的磁场。
4.固定磁场方向：为了确保转子始终朝向磁场运动，直流电机在定子中使用了一个永久磁体。
这个永久磁体在定子中产生一个固定的磁场，确保转子在该磁场方向上运动。
5.制动和调速：直流电机可以通过改变输入电流来调节转速。
当增加电流时，定子内部的磁场将会变强，从而增大了电力矩。
反之，当降低电流时，定子内部的磁场将会变弱，进而减小了电力矩。
通过这种方式，可以实现对直流电机的调速。
直流电机的工作原理可以通过施加电流和控制磁场来实现。
通过改变电流的大小和方向，可以控制转子的转动方向和速度。
这使得直流电机在许多应用中非常有用，例如在电动汽车和工业机械等领域。
直流电机 工作原理
直流电机工作原理直流电机是一种能够将电能转化为机械能的电动机。
它的工作原理是利用直流电流在电枢和磁极之间产生的磁场相互作用，使得电机转动。
下面将详细介绍直流电机的结构和工作原理。
一、直流电机的结构直流电机主要由以下几个部分组成：1. 电枢：电枢是直流电机的旋转部分，通常由导体绕成的线圈组成。
当电流通过电枢时，电枢会在磁场中旋转。
2. 磁极：磁极是直流电机的静止部分，通常由永磁体或者电磁铁组成。
磁极的作用是产生磁场，使得电枢在其中旋转。
3. 制动器：制动器可以控制电机的转速和停止。
当制动器接通时，它会对电枢产生阻力，减慢电机的转速或者停止电机运转。
4. 机壳：机壳是直流电机的外壳，通常由金属材料制成。
它的作用是保护电机内部的零件，同时也可以散热。
二、直流电机的工作原理直流电机的工作原理可以分为两个部分：电枢和磁极之间的相互作用和直流电源对电枢产生的作用力。
1. 电枢和磁极之间的相互作用当直流电源接通时，电流会通过电枢，使得电枢在磁场中旋转。
在旋转的过程中，电枢会不断地与磁极相互作用，产生一个力矩。
这个力矩会使得电枢继续旋转，直到力矩与制动器对电枢的阻力平衡。
2. 直流电源对电枢产生的作用力当直流电源接通时，它会对电枢产生一个作用力。
这个作用力可以通过洛仑兹力定律来计算。
洛仑兹力定律表明，当导体在磁场中运动时，会受到一个垂直于导体和磁场方向的力。
这个力就是洛仑兹力。
洛仑兹力的大小和方向取决于导体和磁场之间的夹角以及导体所携带的电荷量。
当导体与磁场平行时，洛仑兹力为零；当导体与磁场垂直时，洛仑兹力最大。
在直流电机中，当电枢旋转时，它会不断地与磁场相互作用，产生一个垂直于导体和磁场方向的力。
这个力会使得电枢继续旋转，直到力矩与制动器对电枢的阻力平衡。
三、总结直流电机是一种将电能转化为机械能的电动机。
它的工作原理是利用直流电流在电枢和磁极之间产生的磁场相互作用，使得电机转动。
直流电机主要由电枢、磁极、制动器和机壳等部分组成。
直流电机工作原理简述
直流电机工作原理简述1.引言1.1 概述概述直流电机是一种常见的电动机，通过直流电源提供电能，将电能转化为机械能的装置。
直流电机由电枢和磁极两部分组成，电枢通电后会产生磁场，而磁极则是通过恒定的磁场来产生转矩。
直流电机的工作原理基于洛伦兹力和摩擦力的相互作用，实现了电能到机械能的转换。
直流电机的基本构成包括电枢和磁极。
电枢由导体绕组和集电刷组成。
通常情况下，电枢绕组由许多个线圈以特定的方式绕在铁芯上，形成电枢线圈。
集电刷则是连接电源和电枢的部件，它和电枢相连，并能提供电流给电枢。
磁极由永久磁体或电磁铁构成，产生一个恒定的磁场。
当电枢通电时，电流会在电枢线圈中流动，通过洛伦兹力的作用，电流会在磁场中产生力，由于线圈在磁场中的排列方式，这些力合成后会产生一个旋转的力矩。
而由于磁极产生的恒定磁场，使得这个力矩保持持续的方向，驱动电枢绕着固定轴进行旋转。
直流电机的工作原理可以通过以下四个基本步骤进行解释：首先，当电枢通电时，电流在线圈中流动；然后，这个电流在磁场中会产生一个力；接着，这个力会产生一个力矩；最后，力矩将驱动电枢绕着轴旋转，从而将电能转化为机械能。
直流电机的应用广泛，可以用于各种场合，如机械设备、汽车、船舶等。
随着科技的进步，直流电机得到了不断的改进和发展，特别是新型材料和控制技术的应用，使得直流电机在效率、功率密度和可靠性等方面得到了显著提升。
因此，直流电机在未来的应用前景非常广阔，有望在更多领域发挥重要作用。
文章结构部分的内容如下：1.2 文章结构本文将分为引言、正文和结论三个部分来系统地介绍直流电机的工作原理。
在引言部分，首先会对直流电机进行概述，包括对直流电机的定义和重要性进行简要说明。
接着，会介绍本文的文章结构，概述各个部分所涵盖的内容，使读者能够对全文的框架有一个清晰的了解。
最后，会明确本文的目的，即对直流电机的工作原理进行简述和应用前景进行展望。
正文部分将主要分为两个小节。
首先，在2.1小节中，将介绍直流电机的基本构成，包括定子、转子、换向器等关键部件的功能和作用。
直流电动机工作原理
直流电动机工作原理直流电动机是一种将电能转换为机械能的装置，是现代工业中广泛应用的重要设备。
它的工作原理是利用电流在磁场中产生力矩，从而驱动电动机转动。
下面将详细介绍直流电动机的工作原理。
1. 磁场产生直流电动机通常由定子和转子两部分组成。
定子上设置有永久磁铁或电磁铁产生的磁场，而转子则由电枢和换向器组成。
当电流通过电枢时，电枢周围也会产生磁场。
这两个磁场之间会相互作用，从而产生力矩使电动机转动。
2. 电流作用当直流电源施加在电动机的电枢上时，电流会通过电枢产生磁场。
这个磁场会与定子上的磁场相互作用，产生力矩使转子开始转动。
根据洛伦兹力的原理，当电流通过导体时，导体会受到磁场力的作用，从而产生力矩。
这个力矩会使转子转动，驱动电动机的工作。
3. 换向器的作用在直流电动机中，为了使电流的方向与转子的位置相适应，通常需要使用换向器。
换向器可以改变电流的方向，使得转子在不同位置时，能够产生持续的力矩驱动转动。
换向器的设计和工作原理对于直流电动机的性能和效率有着重要的影响。
4. 转子的运动当电流通过电枢产生力矩使转子开始转动时，转子上的换向器会不断地改变电流的方向，从而使得转子能够持续地转动。
这种连续的转动使得电动机能够持续地输出机械能，从而完成各种工业生产中的任务。
5. 调速和控制直流电动机可以通过改变电枢上的电流大小来实现调速和控制。
通过改变电流的大小，可以改变电动机输出的力矩和转速，从而适应不同的工作要求。
这种调速和控制的特性使得直流电动机在工业生产中具有很大的灵活性和适用性。
总结直流电动机的工作原理是利用电流在磁场中产生力矩，从而驱动电动机转动。
通过永磁体或电磁体产生的磁场和电枢产生的磁场相互作用，使得电动机能够输出持续的机械能。
换向器的作用是使得电流的方向与转子的位置相适应，从而实现持续的转动。
直流电动机具有调速和控制的特性，适用于各种不同的工业生产需求。
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。
直流电动机的工作原理
直流电动机的工作原理直流电动机是一种将电能转换为机械能的设备，它广泛应用于工业生产、交通运输、家用电器等领域。
它的工作原理是基于电磁感应和洛伦兹力的相互作用，通过控制电流方向和大小来实现转动。
1. 电磁感应原理直流电动机的核心部件是电枢和磁场。
电枢是由导电线圈组成的转子，磁场则是由永磁体或电磁铁产生的。
当电流通过电枢时，根据安培定律，电流会在磁场中产生洛伦兹力，使电枢受到力的作用而转动。
这就是电磁感应原理在直流电动机中的应用。
2. 洛伦兹力的作用洛伦兹力是当导体带电流通过磁场时产生的一种力，它的大小和方向与电流、磁场和导体之间的关系有关。
在直流电动机中，洛伦兹力使得电枢受到转动的力，从而驱动机械装置的转动。
这种力的作用是直流电动机能够将电能转换为机械能的关键。
3. 电流的控制为了实现对直流电动机转速和转向的控制，需要对电流进行精确的控制。
这通常通过外部的电子控制系统来实现，控制电流的大小和方向，从而控制电动机的转动。
这种控制方式使得直流电动机具有灵活性和可调性，适用于各种不同的应用场景。
4. 工作原理总结综上所述，直流电动机的工作原理是基于电磁感应和洛伦兹力的相互作用，通过控制电流方向和大小来实现转动。
电流在磁场中产生洛伦兹力，使得电枢受到力的作用而转动，从而驱动机械装置的转动。
通过外部的电子控制系统，可以实现对电流的精确控制，从而实现对电动机转速和转向的控制。
总的来说，直流电动机是一种高效、灵活的电动机，它通过电磁感应和洛伦兹力的作用，将电能转换为机械能，广泛应用于各个领域。
对于直流电动机的工作原理的深入理解，有助于我们更好地应用和维护这种设备，推动工业生产和科技发展的进步。
简述直流电机工作原理
简述直流电机工作原理
直流电机是将直流电能转换为机械能的电机，其工作原理可概括为以下几个关键环节：
1. 磁场：直流电机中存在两种磁场，一是由电源提供的恒定磁场，称为永磁体或励磁磁场；二是由电流通过发电机转子线圈产生的旋转磁场。
这两个磁场相互作用产生力矩，驱动电机转动。
2. 导电线圈：直流电机的转子上绕有导电线圈，通电时会产生磁场，与永磁体磁场相互作用产生力矩。
导电线圈一般由若干绕组构成，根据需要可以有两个或多个绕组。
3. 右手法则：根据右手法则，导电线圈通电时在磁场中会受到力矩的作用，导致转子转动。
导电线圈的方向与磁场场线方向存在关系，通过构建不同的绕组连接方式和电流通行方向，可以实现电机的正转、反转、调速等功能。
4. 制动装置：直流电机的转子上通常还装有制动器，用于产生制动力矩，在电机停转时使转子停在指定位置。
制动器常用于电动车、电梯等需要精确停止的设备中。
综上所述，直流电机通过电流和磁场的相互作用产生力矩，驱动转子转动，进而将电能转化为机械能。
不同绕组和电流方向的组合可实现电机的控制和运动方式。
简述直流发电机工作原理
简述直流发电机工作原理直流发电机是一种将机械能转换为电能的装置，其工作原理基于电磁感应定律。
下面将详细介绍直流发电机的各个工作环节。
1.直流发电机工作原理直流发电机的基本原理是利用电磁感应产生电流。
当一个导线或导线回路在磁场中旋转时，导线中就会产生感应电流。
这个过程被称为法拉第电磁感应定律。
2.电磁感应原理电磁感应是指当一个导线或导线回路置于变化的磁场中时，导线内会产生电动势，从而产生电流。
这个过程中，磁通量的变化率与感应电动势成正比，即法拉第电磁感应定律的表达式为：e=-dΦ/dt。
3.磁场方向和电枢反应在直流发电机中，磁场方向与电枢的平面垂直，这样可以在电枢上产生最大的转矩。
电枢反应是指电枢中的电流产生的磁场对原磁场的影响。
适当的电枢反应可以增加输出电压，但过大的电枢反应会导致换向问题。
4.直流电机的换向换向问题是由于电枢反应导致磁场方向偏移，使得电枢上的电流方向发生变化。
为了避免换向问题，可以通过增加磁场强度、减小电枢反应等方法来保持磁场方向的稳定。
5.电磁转矩与负载的关系直流发电机的电磁转矩与负载之间存在一定的关系。
当负载增加时，电磁转矩也会相应增加，以保持发电机转速的稳定。
通过调整转矩和负载可以实现对直流发电机的调速和制动等操作。
6.控制调节电磁转矩电磁转矩可以通过调节励磁电流、电枢电流或两者同时调节来控制。
在实际应用中，根据需要选择合适的调节方法，例如通过励磁调节器来改变励磁电流，从而改变电磁转矩。
7.发电机状态和电动机状态的转变直流发电机和直流电动机具有相似的结构和工作原理，因此它们之间可以实现状态的转变。
当直流电动机的电源反接时，它就会变成直流发电机，从而实现电动机和发电机之间的转换。
8.直流电机的结构与维护直流电机主要由定子、转子、换向器和轴承等组成。
定子包括机座、磁极和电枢等；转子则包括轴、铁芯和换向器等。
在日常维护中，要保持电机表面的清洁和干燥，定期检查换向器和电刷的磨损情况，并及时更换受损部件。
直流电机的基本工作原理及结构
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1.3.2 直流电机负载时的负载磁场
直流电机带上负载后，电枢绕组 中有电流，电枢电流产生的磁动势称 为电枢磁动势。电枢磁动势的出现使 电机的磁场发生变化。
右图为一台电刷放在几何中性 线的两极直流电机的电枢磁场分布 情况。
假设励磁电流为零，只有电枢电 流。由图可见电枢磁动势产生的气隙 磁场在空间的分布情况，电枢磁动势 为交轴磁动势。
电枢磁场磁通 密度分布曲线
主磁场的 磁通密度 分布曲线
两条曲线逐点叠加后得 到负载时气隙磁场的磁
通密度分布曲线
Bx
B0x
B ax
由图可知，电刷在几何中性线时的电枢反应的特点：
1)、使气隙磁场发生畸变
空载时电机的物理中性线与几何中性线重合。负载后由于 电枢反应的影响，每一个磁极下，一半磁场被增强，一半被削
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。
直流电 动机的 工作原 理示意 图:
换向问题很复杂，换向不良会在电刷与换向片之间产生 火花。当火花大到一定程度，可能损坏电刷和换向器表面， 使电机不能正常工作。
产生火花的原因很多，除了电磁原因外，还有机械的原 因。此外换向过程还伴随着电化学和电热学等现象。
1.5.2 换向的电磁理论
换向元件中的电动势：
自感电动势 e和L 互感电动势 eM：换向元件（线圈）在换向过程
二、直流电动机工作原理
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将直流电能转化为机械能的电动机。
它广泛应用于家用电器、工业设备和交通工具等领域。
了解直流电机的工作原理，有助于我们更好地理解其应用和优化。
一、直流电机的基本构成直流电机主要由两部分构成：定子和转子。
定子是固定在电机上的部分，它包含了电枢线圈和磁场。
转子是可以旋转的部分，它携带着可以产生磁场的永磁体或电磁铁。
二、直流电机的工作原理直流电机的工作原理基于洛伦兹力和电磁感应的相互作用。
当电流通过电枢线圈时，会产生一个磁场。
同时，将直流电源连接到电枢上，使电流通过线圈。
电流在线圈中形成一个磁场，这个磁场与已存在于定子中的磁场相互作用。
根据洛伦兹力的原理，当线圈中的电流与定子磁场相互作用时，会在线圈周围产生一个力。
这个力就是洛伦兹力，它垂直于磁场和电流的方向。
由于洛伦兹力的作用，线圈开始旋转。
转子开始旋转的方向由洛伦兹力的方向决定。
通过切割磁感线，直流电机产生一个电动势。
根据电磁感应定律，磁通量的变化会在线圈中产生一个感应电动势。
这个电动势将导致电流在线圈中产生一个方向上的变化。
因此，电流的方向将改变电枢线圈的磁场方向，使线圈持续旋转。
三、直流电机的调速方法直流电机的转速可以通过不同的方法进行调节。
其中常见的方法有以下几种：1. 电压调节：通过改变电源电压的大小，可以改变电机的转速。
增加电压可以增加电流和磁场的强度，从而提高转速。
2. 电阻调节：通过在电枢线圈中串联电阻，可以改变电阻大小，进而改变电流和转速。
增加电阻会减小电流和转速。
3. 场励调节：通过改变磁场的强度，可以改变电机的转速。
增加场励电流可以增加磁场的强度，提高转速。
四、直流电机的优点和应用直流电机具有以下优点：1. 转速范围广：直流电机可以在较宽范围内调整转速，适应不同的应用需求。
2. 起动和制动性能好：直流电机的转动惯量小，启动和制动响应快。
3. 控制精度高：通过改变电源电压或电枢电流，可以精确控制直流电机的转速和扭矩。
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将直流电能转换为机械能的装置。
它采用的是电磁感应的原理，通过电流在磁场中产生力矩，使得电机运转。
下面将详细介绍直流电机的工作原理。
一、电枢和磁极直流电机的关键部件是电枢和磁极。
电枢由绕组和电刷组成，绕组通常采用导电性能较好的铜线绕制，而电刷则由导电材料制成。
磁极由磁场产生器、磁铁等组成，其作用是产生均匀的磁场。
二、电磁感应在直流电机中，电枢通常由一对相互独立的绕组组成，分别称为电枢绕组和励磁绕组。
当外加电源将电流引入电枢绕组时，电枢绕组中产生的磁场与励磁绕组产生的磁场叠加，形成一个整体的磁场。
三、力矩产生当直流电机接通电源后，电枢中的电流开始流动。
根据洛伦兹力的原理，当导体在磁场中运动时，会受到一个力的作用。
在直流电机中，这个力会产生一个力矩，使电枢开始旋转。
电枢的旋转会改变磁通量的大小和方向，从而产生电感应电动势。
根据霍尔定律，电感应电动势的方向与电流变化方向相反。
这个电感应电动势会阻碍电枢继续增大电流，形成一个反作用力。
当力矩与反作用力达到平衡时，电枢将保持旋转。
四、换向器的作用为了使电枢继续旋转，需要不断改变电枢绕组的电流方向。
这就需要通过一个特殊的装置——换向器来实现。
换向器可以使电流方向周期性地变换，从而改变磁场方向，使得电枢继续运转。
五、直流电机的应用直流电机广泛应用于工业、交通、家电等领域。
在工业领域，直流电机被用于驱动各种机械设备，如风机、水泵、制造机械等。
在交通领域，直流电机被应用于电动汽车、电动自行车等。
在家电领域，直流电机被用于冰箱、洗衣机、吸尘器等家电产品。
总结起来，直流电机的工作原理是通过电磁感应的方式，利用洛伦兹力产生力矩，使得电机转动。
电枢和磁极是直流电机的关键部件。
通过换向器的作用，改变电枢绕组的电流方向，实现电机的连续运转。
直流电机在各个领域都有广泛的应用，促进了社会的发展和进步。
直流电动机得工作原理
直流电动机得工作原理直流电动机是一种通过直流电源驱动转子旋转来实现动力输出的电机，广泛应用于工业控制、交通工具、医疗设备和家电等领域。
它由电枢、永磁体和电刷组成，以下将从电枢、永磁体和电刷三个方面分别介绍直流电动机的工作原理。
一、电枢的工作原理电枢是直流电动机的主要部分，通常由许多线圈组成，包裹在一个铁心上。
当直流电源通过电刷输入电枢时，电枢的线圈依次被激励，开始产生磁场。
这个磁场的方向与永磁体的方向相反，当电枢旋转时，磁场一直在改变方向。
这是因为电流的方向也在改变，而电流方向的变化是由于电刷对电枢上的线圈所施加的压力不断改变导致的。
电枢转动过程中，线圈中的磁场被感应到永磁体上，这会导致永磁体的磁场也随着改变。
由于磁力线的相互作用，电枢上线圈的磁场和永磁体的磁场会形成一个旋转磁场，这个旋转磁场会驱动电枢旋转，并向电枢提供动力。
在直流电动机中，永磁体负责产生一个恒定的磁场，这个磁场会作用于电枢线圈，从而形成一个旋转磁场，进而驱动电枢旋转。
永磁体通常由一种磁性材料制成，如铁磁体、铝镍钴磁体和钕铁硼磁体等。
电刷是直流电动机中起到输送电流和控制转矩的关键部分，电刷由碳块制成，贴在不导电的座子中。
当电极接通电源后，第一个电刷将依次接触电极，而第二个电刷随之断开电极。
这时电流就开始流入电枢，激活电枢上的线圈，形成旋转磁场，从而驱动电枢旋转。
这个旋转过程将持续到电刷接触电流的另一个端口，这时第二个电刷将接触电极，而第一个电刷将断开电极。
在这个变化的过程中，电枢上的线圈将被切换，从而维持电机的正常运转。
除了输送电流，电刷还负责控制直流电动机的运转速度和转矩。
当需要改变转矩或停止电动机运转时，电刷的位置将得到改变，从而改变电极之间的接触顺序，这会导致电枢上线圈的磁场大小和方向发生变化，从而改变电机的转矩和速度。
总结：直流电动机通过电枢、永磁体和电刷的相互作用来实现动力输出和控制运转。
具体而言，电枢的线圈产生的磁场和永磁体产生的磁场相互作用，从而形成一个旋转磁场，驱动电枢旋转。
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。
简述直流电机工作原理
简述直流电机工作原理
直流电机是一种将电能转化为机械能的装置。
其工作原理基于洛伦兹力和电流的相互作用。
直流电机通常由电磁铁、旋转部件和定子三部分组成。
当直流电机通电时，电流通过电磁铁的线圈，产生一个磁场。
该磁场会与电磁铁旁边的磁场互相作用，产生一个力矩，使电机开始旋转。
旋转部件通常由一根轴和一组线圈组成，线圈又被称为电枢。
电枢通过整流器连接到电源上，使电流得以流经线圈。
当电流通过线圈时，电流在由导电材料构成的线圈内形成一个磁场。
这个磁场与电磁铁产生的磁场相互作用，产生一个力矩，使电机旋转。
这是因为磁场中的磁力线与线圈中的电流相互作用，根据洛伦兹力原理，会产生一个垂直于磁场和电流方向的力。
为了保持电机的连续旋转，需要改变电流的方向。
这是通过电机中的换向器实现的。
换向器会反转线圈中的电流方向，使得电机继续旋转。
总的来说，直流电机的工作原理是通过电流和磁场之间的相互作用产生一个力矩，使电机旋转。
该工作原理的关键在于线圈内电流与磁场的相互作用，通过改变电流方向来保持连续旋转。
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第三章直流电机的原理本章主要介绍直流电机的结构和基本工作原理、直流电机绕组的构成、直流电机的电枢反应、直流电机绕组的电动势和电磁转矩、直流发电机和直流电动机的功率转矩等内容。
本章共有10节课，内容和时间分配如下：1.掌握直流电机的结构及工作原理。
（2节）2.掌握直流电机绕组有关的结构。
（2节）3.掌握直流电机绕组的电枢反应。
（1节）4.掌握直流电机的电枢电动势和电磁转矩。
（1节）5.掌握直流发电机的基本方程式和运行特性、并励发电机的条件。
( 2.5节)6.掌握直流电动机的基本方程式和运行特性。
( 1.5节)第一节直流电机的基本工作原理一直流电机的用途直流电动机的优点：1 调速范围广，易于平滑调节2 过载、启动、制动转矩大3 易于控制，可靠性高4 调速时的能量损耗较小缺点: 换向困难，容量受到限制，不能做的很大。
应用: 轧钢机、电车、电气铁道牵引、造纸、纺织拖动。
直流发电机用作电解、电镀、电冶炼、充电、交流发电机励磁等的直流电源。
二、直流电机的工作原理原理：任何电机的工作原理都是建立在电磁感应和电磁力这个基础上。
为了讨论直流电机的工作原理，我们把复杂的直流电机结构简化为工作原理图。
（一）直流发电机的工作原理1．工作原理：导体在磁场中运动时，导体中会感应出电势e 。
e=Blv。
B:磁密l：导体长度；v：导体与磁场的相对速度。
正方向：用右手定则判断。
电势e正方向表示电位升高的方向，与U相反。
如果同一元件上e和U正方向相同时，e= -U。
理解：电磁感应原理的变形（变化的磁通产生感应电动势）2 发电机工作过程分析：两磁极直流发电机的工作原理图。
（1）构成：磁场：图中N和S是一对静止的磁极，用以产生磁场，其磁感应强度沿圆周为正弦分布。
励磁绕组——容量较小的发电机是用永久磁铁做磁极的。
容量较大的发电机的磁场是由直流电流通过绕在磁极铁心上的绕组产生的。
用来形成N极和S极的绕组称为励磁绕组，励磁绕组中的电流称为励磁电流If。
电枢绕组：在N极和S极之间，有一个能绕轴旋转的圆柱形铁心，其上紧绕着一个线圈称为电枢绕组(图中只画出一匝线圈)，电枢绕组中的电流称为电枢电流Ia。
换向器：电枢绕组两端分别接在两个相互绝缘而和绕组同轴旋转的半圆形铜片——换向片上，组成一个换向器。
换向器上压着固定不动的炭质电刷。
电枢：铁心、电枢绕组和换向器所组成的旋转部分称为电枢。
（2）工作过程：P1：电动势产生当电枢被原动机以恒速驱动，按逆时针方向转动时，用右手定则可以判定，线圈ab和cd边切割磁力线产生的感应电动势的方向，则在负载与线圈构成的回路中产生电流Ia，其方向与电动势方向相同。
电流由电刷Ａ流出，由电刷Ｂ流回。
*电动势与电流关系：同向P2：换向当电枢转到上图b所示位置时，ab边转到了S极下，cd边转到了N极下。
这时线圈中感应电动势的方向发生了改变，但由于换向器随同一起旋转，使得电刷A总是接触N极下的导线，而电刷B总是接触S极下的导线，故电流仍由A流出B流回，方向不变。
*虽然有换向器的作用，将线圈内的交变电动势在两电刷间变换为方向不变的电动势，但它的大小仍然是脉动的。
欲获得在方向和量值上均为恒定的电动势，则应把电枢铁心上的槽数和线圈匝数增多，同时换向器上的换向片数也要相应地增加。
（3）电磁转矩与能量转换分析：电磁转矩：电枢电流Ia与磁场相互作用而产生的电磁力形成了电磁转矩T。
用左手定则可以判定，电磁转矩T的方向与电枢旋转方向相反。
因此，在电枢等速旋转时，原动机的驱动转矩T1必须与发电机的电磁转矩T和空载损耗转矩T0相平衡( T0是发电机轴上的转矩)，即T1=T+ T0*电磁转矩方向与转速方向关系：反向能量转换：原动机（机械能）->电磁转矩->发电机负载（电能）当发电机的负载(即电枢电流)增加时，电磁转矩和输出功率也随之增加，这时原动机的驱动转矩所供给的机械功率亦必须相应增加，以保持转矩之间和功率之间的平衡。
可见，发电机向负载输出电功率的同时，原动机却向发电机输出机械功率，发电机起着将机械能转换为电能的作用。
（二）直流电动机的工作原理1．工作原理：电磁力定律载流导体在磁场中将会受到力的作用，若磁场与载流导体互相垂直，作用在导体上的电磁力大小为： f = B·l·i力的方向用左手定则确定理解：电流产生磁场原理的变形（电流产生磁场）一个通电线圈相当于一个具有NS极的磁体。
形成电磁力。
2电动机工作过程分析：直流电动机的工作原理图。
（1）构成：磁场：图中N和S是一对静止的磁极，用以产生磁场，其磁感应强度沿圆周为正弦分布。
励磁绕组——容量较小的发电机是用永久磁铁做磁极的。
容量较大的发电机的磁场是由直流电流通过绕在磁极铁心上的绕组产生的。
用来形成N极和S极的绕组称为励磁绕组，励磁绕组中的电流称为励磁电流If。
电枢绕组：在N极和S极之间，有一个能绕轴旋转的圆柱形铁心，其上紧绕着一个线圈称为电枢绕组(图中只画出一匝线圈)，电枢绕组中的电流称为电枢电流Ia。
换向器：电枢绕组两端分别接在两个相互绝缘而和绕组同轴旋转的半圆形铜片——换向片上，组成一个换向器。
换向器上压着固定不动的炭质电刷。
电枢：铁心、电枢绕组和换向器所组成的旋转部分称为电枢。
（2）工作过程：P1：电磁转矩产生电枢绕组通过电刷接到直流电源上，绕组的旋转轴与机械负载相联。
电流从电刷A流入电枢绕组，从电刷B流出。
电枢电流Ia与磁场相互作用产生电磁力F，其方向可用左手定则判定。
这一对电磁力所形成的电磁转矩T，使电动机电枢逆时针方向旋转。
*电磁转矩与电枢旋转方向关系：同向P2：换向当电枢转到上图b所示位置时，ab边转到了S极下，cd边转到了N极下。
这时线圈电磁转矩的方向发生了改变，但由于换向器随同一起旋转，使得电刷A总是接触N极下的导线，而电刷B总是接触S极下的导线，故电流流动方向发生改变，电磁转矩方向不变。
（3）电动势与能量转换分析：电动势：电枢转动时，割切磁力线而产生感应电动势，这个电动势(用右手定则判定)的方向与电枢电流Ia和外加电压U的方向总是相反的，称为反电动势Ea。
它与发电机的电动势E的作用不同。
发电机的电动势是电源电动势，在外电路产生电流。
而Ea是反电动势，电源只有克服这个反电动势才能向电动机输入电流。
可见，电动机向负载输出机械功率的同时，却向电动机输入电功率，电动机起着将电能转换为机械能的作用。
*电动势方向与电流方向关系：反向能量转换：电源（电能）->电磁转矩->负载（机械能）比较：发电机和电动机两者的电磁转矩T、电动势的作用是不同的。
发电机的电磁转矩是阻转矩，它与原动机的驱动转矩T1的方向是相反的。
电动机的电磁转矩是驱动转矩，它使电枢转动。
电动机的电磁转矩T必须与机械负载转矩T2及空载损耗转矩T0相平衡，即T＝T2十T0。
发电机的电动势是电源电动势。
电动机的电动势是反电动势，电源只有克服这个反电动势才能向电动机输入电流。
直流电机作发电机运行和作电动机运行时，虽然都产生电动势和电磁转矩，但两者作用截然相反。
第二节直流电机的结构目的：了解它们各主要部件的名称、作用、相互组装及动作关系。
以利正确选用和使用。
电机的结构要求：1 电磁要求: 产生磁场，感应出电动势，通过电流，产生电磁转矩2机械要求：传递转矩，保持坚固稳定，冷却的要求，检修，运行可靠。
从电机的基本工作原理知道，电机的磁极和电枢之间必须有相对运动，因此，任何电机都有固定不动的定子和旋转的转子两部分组成，在这两部分之间的间隙叫空气隙。
一、定子定子的作用是产生磁场和作为电机机械支撑。
它由主磁极、换向磁极、电刷、机座、端盖和轴承等组成。
(一)主磁极——产生主磁通φ。
主磁极铁心包括极心和极掌两部分。
极心上套有励磁绕组，各主磁极上的绕组一般都是串联的。
直流电机的磁极如图所示。
极掌的作用是使空气隙中磁感应强度分布最为合适。
改变励磁电流If的方向，就可改变主磁极极性，也就改变了磁场方向。
(二)换向磁极——产生附加磁场，改善电机的换向，减小电刷与换向器之间的火花，不致使换向器烧坏。
在两个相邻的主磁极之间中性面内有一个小磁极，这就是换向磁极。
它的构造与主磁极相似，它的励磁绕组与主磁极的励磁绕组相串联。
主磁极中性面内的磁感应强度本应为零值，但是，由于电枢电流通过电枢绕组时所产生的电枢磁场，使主磁极中性面的磁感应强度不能为零值。
于是使转到中性面内进行电流换向的绕组产生感应电动势，使得电刷与换向器之间产生较大的火花。
用换向磁极的附加磁场来抵消电枢磁场，使主磁极中性面内的磁感应强度接近于零，这样就改善了电枢绕组的电流换向条件，减小了电刷与换向器之间的火花。
(三)电刷装置电刷装置主要由用碳一石墨制成导电块的电刷、加压弹簧和刷盒等组成。
固定在机座上(小容量电机装在端盖上)不动的电刷，借助于加压弹簧的压力和旋转的换向器保持滑动接触，使电枢绕组与外电路接通。
电刷数一般等于主磁极数，各同极性的电刷经软线汇在一起，再引到接线盒内的接线板上，作为电枢绕组的引出端。
(四)机座——用来固定主磁极、换向磁极和端盖，是电机磁路的一部分。
机座用铸钢或铸铁制成。
机座上的接线盒有励磁绕组和电枢绕组的接线端，用来对外接线。
(五)端盖端盖由铸铁制成，用螺钉固定在底座的两端，盖内有轴承用以支撑旋转的电枢。
二、转子转子又称电枢，是电机的旋转部分。
它由电枢铁心、绕组、换向器等组成。
如右图所示。
(一)电枢铁心电枢铁心由硅钢片冲制迭压而成，在外圆上有分布均匀的槽用来嵌放绕组。
铁心也作为电机磁路的一部分。
(二)绕组绕组是产生感应电动势或电磁转矩，实现能量转换的主要部件。
它是由许多绕组元件构成，按一定规则嵌放在铁心槽内和换向片相连，使各组线圈的电动势相加。
绕组端部用镀锌钢丝箍住，防止绕组因离心力而发生径向位移。
(三)换向器换向器由许多铜制换向片组成，外形呈圆柱形，片与片之间用云母绝缘。
三、铭牌和额定值为了使电机安全而有效地运行，制造厂对电机的工作条件都加以技术规定。
按照规定的工作条件进行运行的状态叫做额定工作状态。
电机在额定工作时的各种技术数据叫做额定值，一般加下标e表示。
这些额定值都列在电机的铭牌上，使用电机前，应熟悉铭牌。
使用中的实际值，一般不应超过铭牌所规定的额定值。
(一)型号：它表示电机的类别。
例如：Z2--12Z：直流；2：设计序号；1：铁心长度；2：机座号(二)额定电流Ie这是指发电机长期运行时电枢输出给负载的允许电流。
对于电动机则是指电源输入到电动机的允许电流。
(三)额定电压Ue这是指发电机输出的允许端电压。
对于电动机则指输入到电动机端钮上的允许电压。
(四)额定转速ne这是指电机在额定工作状态时，应达到的转速。
(五)额定功率(额定容量) Pe对于发电机来说，这是指在额定电压下，输出额定电流时，向负载提供的电功率Pe,Pe=UeIe对于电动机来说，则是指在额定电压，额定电流和额定转速下，电动机轴上输出的机械功率Pe=UeIeηe(六)额定效率ηe额定功率与输入功率之比，称为电机的额定效率，即ηe=（额定功率/输入功率）×100 %四、电枢绕组1 有关术语1）极轴线——主磁极的中轴线。