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。
直流电机的工作原理与组成
直流电机的工作原理与组成
直流电机是一种将电能转化为机械能的电动机。
其工作原理是利用直流电流通过定子和转子之间的电磁作用力来产生转矩，驱动转子旋转。
直流电机主要由两部分组成：定子和转子。
1. 定子：定子是电机的固定部分，通常由电磁铁线圈和磁铁组成。
电磁铁线圈中通有直流电流，形成磁场。
磁铁则起到增强磁场的作用。
定子的主要作用是产生磁场，用于产生转子的旋转力。
2. 转子：转子是电机的旋转部分，通常由电刷、电枢和电枢磁铁组成。
电刷连接外部电源和电枢，用于给电枢提供电流。
电枢是由导电材料制成的一组线圈，在定子的磁场作用下受到电磁力的作用，产生转矩，驱动电机旋转。
电枢磁铁增强转子磁场，提高电机效率。
直流电机的工作原理可以简单概括为：当电流通过定子线圈时，产生一个磁场。
根据洛伦兹力定律，电流通过磁场产生力的作用，使转子受到一个力矩。
力矩作用下转子开始旋转，电刷不断接通或断开电枢线圈，保持转子的旋转方向，从而实现机械能的转化。
直流电机的转速可通过控制电流、电压或改变电枢或定子的结构来调整。
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。
直流发电机工作的原理
直流发电机工作的原理
直流发电机的工作原理
直流发电机是一种可以将机械能转化为直流电能的电机,其基本工作原理如下:
1. 转子和定子
直流发电机由转子(绕线转子)和定子(主磁极)组成。
定子产生恒定磁场,转子在其内旋转。
2. 转子绕组
转子上绕有线圈,线圈两端与整流子相连,形成闭合电路。
转子旋转时,线圈在磁场中也发生切割运动。
3. 感应电动势
根据法拉第电磁感应定律,线圈在磁场中运动产生感应电动势,两个线圈端出现电位差,于是线圈两端就有电流。
4. 整流子
因转子在磁场中不断切割,所以感应电动势方向不断改变。
利用整流子只选择一个方向的电压,使电流单向流动。
5. 换向器
通过换向器使磁场方向周期性改变,以便使转子产生连续的单方向电动势。
6. 电流输出
经过整流子整流后的电流,从转子线圈端经过碳刷接出,送入外部电路使用。
7. 转速调节
发电机转速决定了电动势的大小和电流输出。
可以通过改变转速来调节发电机的输出。
综上所述,这就是直流发电机的基本工作原理。
正确利用这些原理,直流发电机可以提供稳定可控的直流电源。
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。
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，其工作原理可以简单描述如下：
1. 电枢：直流有刷电机的电枢是由许多线圈组成的，通常由铜线绕制而成。
每个线圈都包裹在一个铁芯中，形成一个磁场。
2. 永磁体：直流有刷电机中通常有一个永磁体，它产生一个永久性的磁场。
3. 刷子和电刷：沿着电枢的周围排列着多个刷子，刷子是导电材料制成的，在电枢中滑动。
每个刷子都与一个电刷连接，电刷通过导线与外部电源相连。
4. 右手定则：根据一个叫做右手定则的规则，当电流通过导线时，会产生一个磁场，该磁场确定了电流方向。
工作原理如下：
1. 通电：给电机的电枚通电，电流从电源进入导线，通过电刷流入刷子，再进入电枢。
2. 磁场交互作用：当电流通过电枢时，产生的磁场与永磁体的磁场进行交互作用。
这种交互作用使得电枢中的线圈受到力的作用，开始转动。
3. 切换方向：为了保持电机持续旋转，刷子会与旋转的电枢连
续接触，并且会根据电枢的位置切换导电。
这样，电流的方向就会不断改变，磁场的方向也会随之改变，使得电枢保持旋转。
总结：直流有刷电机的工作原理就是通过电流在电枢中产生磁场，与一个永磁体的磁场进行交互作用，并利用刷子和电刷来切换导电方向，从而使电枢旋转。
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。
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2、国产电机主要系列
国产直流电机的系列产品代号采用大写汉语 拼音字母表示，型号采用汉语拼音字母和阿拉伯 数字组合表示，例如：“Z2-72”表示直流电动机、 第二次改进设计型，“7”表示机座号，7后面的2 表示长铁芯（2号表示长铁芯，1号表示短铁芯）。 国产直流电机的主要系列说明如下： 1）Z2系列是普通中小型直流电机。该系列直流 电机有发电机、调压发电机、电动机等。其工作 方式为连续的。电机仅用于正常的使用条件，即 非湿热地区，非多尘或无有害气体场所，非严重 过载或无冲击性过载要求的情况下。系列容量范 围从0.4~220kW，采用E级和B级绝缘。新设计的 Z4系列电动机，可以取代Z2、Z3系列直流电动机。
分析
ωt=0°时，A端为☉，与之相接触的电刷 B1为+，X端为⊕，与之相接触的电刷B2为 -；当电枢旋转了180°后，即ωt=180°时， X端旋转到N极下，X端为☉，A端旋转到S 极下，A端为⊕。
图1-2a) 线圈AX地感应电势波形图
换向器作用Commutator Action
从分析中可得出：
单波绕组是将同一极性下的所有元件串
联成一条支路，相邻两个串联连接元件 形式似波浪向前延伸。 其特点是： ①支路对数a等于1，与极对数p无关，即 a=1； ②电枢电流Ia等于2倍支路电流ia，即 Ia=2ia；③为了减小电刷的电流密度，实 际电刷对数b等于极对数p。
2、电机模型
展开图虽然能反应电枢绕组连接规律，也 能说明电机内部电磁关系，但画展开图太 麻烦，在分析电机内部电磁关系时，采用 电机模型。 规定：无论电机有多少对磁极，都只用N、 S一对磁极表示，不画换相器，电刷放在几 何中心线处，并与位于几何中心线处的元 件接触，一个圆圈代表一个元件。我们把 几何中心线对应的轴线又称为交轴，用q-q 表示；与交轴垂直的磁极轴线称为直轴， 用d-d表示。为了方便，以后在分析电机内 部电磁过程时均采用电机模型。
直流电机空载是指电机对外无功率输出、不带负载空转的 一种状态。直流电机空载时，励磁绕组内有励磁电流，电 动机电枢电流很小可忽略而发电机电枢电流为零，这时电 机的磁场由励磁电流单独建立。
图1-8 直流电机的空载磁场分布
说明
主磁极N、S交替分布，故磁场的分布是对称的。 其中绝大部分磁通经主磁极、气隙、电枢铁芯及 定子磁轭闭合，这部分磁通同时链绕励磁绕组和 电枢绕组，称主磁通，记作：Φ0，主磁通参与机 电能量转换，能产生感应电势和电磁转矩，是工 作磁通。还有一小部分磁通不穿过电枢，仅与励 磁绕组自身链绕，称漏磁通，记作：Φσ，漏磁通 不穿过电枢表面，不参加机电能量转换，不是工 作磁通。主磁通通过的磁路称主磁路，主磁路中 气隙较小，故磁阻较小；漏磁通通过的磁路称漏 磁路，漏磁路中空气隙较大，磁阻大。所以，漏 磁通比主磁通小得多，约占主磁通的20%左右。
励磁方式
图1-19 直流电机的励磁方式
复励
主磁极上有两套励磁绕组，一套与电枢绕组并联 称并励绕组，另一套与电枢绕组串联称串励绕组。 若两套励磁绕组产生的磁势是相加，则称积复励； 若两套励磁绕组产生的磁势是相减，则称差复励。 实际应用中常用积复励。
积复励与差复励示意图
1.2.2直流电机空载时的磁场
1.1直流电机的结构及基本工作原理
1.1.1直流电机的基本工作原理 1、直流发电机的基本工作原理 直流发电机的工作原理是建立在 电磁感应定律基础上的。 （下面用简单直流电机模型来说明工作 原理）
直流发电机的基本工作原理
图1-1 直流发电机工作原理
说明
给励磁绕组(the exciting winding)通入直流 电，使在空中固定不动的主磁极呈现上为N 极、下为S极（主磁极也可以是永久磁铁做 成）。在N和S极之间有电枢，电枢铁芯上 安放着由A和X两根导体组成的电枢线圈， 线圈的首端（A）和末端（X）分别连在两 个相互绝缘的半圆形铜质换相片上，换相 片形成的整体称为换相器。换相器固定在 转轴上，且与转轴绝缘。换相片上安放着 一对固定不动的电刷B1和B2，电刷能与外 电路连接。
2）ZZJ系列
ZZJ系列是一种冶金起重辅助传动直流电动 机，适用于轧钢机、起重机、升降机、电 铲等。该系列电动机的传动惯量低、过载 能力大，速度反应快。因而能经受快速而 频繁的起动、制动与反转。 其它系列的直流电机型号、技术数据可从 产品目录或相关的手册中查到。
1.2直流电机的磁场
电枢绕组由绝缘导线绕制成的线圈
（又称绕组元件）按一定规律联接组 成，每个元件两个有效边分别嵌放在 电枢铁芯表面的槽内，元件的两个出 线端分别与两个换向片相连。电枢绕 组的作用是产生感应电势和电磁转矩， 是实现机电能量转换的枢纽。
换向器
换向器由许多相互绝缘的换向片组
成，作用是将电枢绕组中的交流电 整流成刷间的直流电或将刷间的直 流电逆变成电枢绕组中的交流电。
电刷B1与B2间的电动势波形
图1-2b) 电刷B1与B2间的电动势波形图
2、直流电动机的基本工作原理
将直流电加到电刷上（B1为+、B2为-）， 线圈AX上就有电流通过（A端为⊕、X端为 ☉），根据电磁力定律，载流导体在磁场 中要受力，大小为：f=Bxli（N），其中i为 流过导体中的电流（A），方向由左手定则 确定，伸开左手使大拇指与四指呈90°， 当磁力线指向手心，四指的指向为导体中 电流方向，则大拇指指向导体受力方向。
第一章 直流电机 Chapter 1 DC Machines
本章教学基本要求：
1.了解直流电机主要结构，注意换向器和电 刷的作用； 2.熟悉直流发电机和电动机基本工作原理， 熟悉电枢反应，理解感应电势和电磁转矩这 两个机电能量转换要素的物理意义，掌握求 解它们的计算方法； 3.掌握直流电机的运行原理，电势、转矩平 衡方程式，以及不同励磁方式的直流电机的 工作特性； 4.了解直流电机的换向。
N极下导体电势指向纸外，电刷B1 总为+；S极下导体电势指向纸内，电 刷B2总为-，不难看出，线圈中的电势 是交流电势，而通过换向器的作用， 使电刷间的电势为直流电势。
换向器和电刷作用(brush)
换向器和电刷的共同作用：①将线圈中的交流 电势整流成刷间的直流电势；②把转动的电路 与外面不转的电路连接。 从刷间电势波形看，电势脉动很大，为了减小 电势的脉动程度，实际电机采用很多元件组成 电枢线圈，均匀分布在电枢表面，并按一定规 律连接，刷间串联元件数增多，脉动减小，就 得到所需的直流电。
气隙磁密分布
图1-2a) 气隙磁密分布波形图
定子、转子和气隙
定子(stator) 在空中固定不动的部分（主磁极、电刷等） 称为定子。 转子(rotor) 随转轴转动的部分（线圈、电枢铁芯、换 相器等）称为转子（或称电枢(armature) ） 气隙(air gap) 定、转子之间有一空隙，称为气隙。
重点和难点
重点：
直流电机的基本平衡方程式和 工作特性。 难点： 电枢反应。
本次课程教学要求
了解直流电机基本结构 熟悉直流电机的额定值 掌握直流电机基本工作原理
机电能量关系
直流电机（dc machines）是将机械
能转换为直流电能或将直流电能转 换为机械能的一种装置。 把机械能转换为电能的直流电机称 为直流发电机(dc generators )。 把电能转换为机械能的直流电机称 为直流电动机(dc motor )。
在电动机中换向器和电刷的作用
换向器和电刷的共同作用是： ①将刷间的直流电逆变成线圈中的
交流电； ②把外面不转的电路与转动的电路 连接。
直流电动机工作原理示意图
图1-3 直流电动机工作原理图
直流机结构
直流电机的基本结构
1.1.2直流电机的基本结构
直流电机由两大部分组成： 定子（静止部分）和转子（转
实际电机模型
实际电机模型图
单叠绕组展开图
图1-12 单叠绕组展开图 （2p＝2 Zu＝S＝6）
单叠绕组等值电路
图1-13 单叠绕组等值电路
单叠绕组特点 ①支路对数a等于极对数p，同 时还等于电刷对数b，即a=p=b； ②电枢电流Ia等于各支路电流ia 之和，即Ia=2aia。
（3）单波绕组
直流电机结构
图1-4 直流电机结构图
主磁极、换向极、电刷装置示意图
图1-5 主磁极与换向极示意图
图1-6电刷装置图
2、转子（电枢）
转子由电枢铁芯、电枢绕组、换向器、
转轴等组成。 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ电枢铁芯一般用0.5mm涂过绝缘漆的硅 钢片叠压而成，作用是嵌放电枢绕组， 同时它又是电机主磁路的一部分。
电枢绕组
1.1.3直流电枢绕组和电机模型
1、直流电枢绕组 （1）基本概念 直流电机电枢绕组的基本形式是单叠和单波。
图1-11 两匝元件示意图
绕组
电枢绕组节距图
（2）单叠绕组
单叠绕组是以相邻元件依次串联的
连接规律连成的，每个元件的两个 出线端分别接到相邻的两个换相片 上，最后形成一闭合回路。
直流电机的励磁方式是指励磁绕组获得励磁电流的 方式。除永磁式微直流电机外，直流电机的磁场都 是通过励磁绕组通入电流激励而建立的。按励磁方 式不同可分为四种：他励、并励、串励和复励。 1、他励 励磁绕组接在独立的电源上，与电枢绕组无关。 2、并励 励磁绕组与电枢绕组并联。 3、串励 励磁绕组与电枢绕组串联。 4、复励
直流电机铭牌
说明
在实际运行时，电机各物理量在额定值时的运 行，称为额定运行。电机处于额定运行状态， 具有良好的性能，工作可靠。当电机电流小于 额定电流时的运行，称为欠载运行，电机长期 欠载，效率不高，造成浪费；当电机电流大于 额定电流时的运行，称为过载运行，长期过载， 使电机过热，降低使用寿命甚至损坏电机。所 以额定值是选择电机的依据，应根据实际使用 情况，合理选择电机容量，使电机工作在额定 运行状态。