一 直流电机的用处 直流电动机的长处： 1 调速规模广，易于滑润调理 2 过载、发动、制动转矩大 3 易于控制，牢靠性高 4 调速时的能量损耗较小 缺陷: 换向困难，容量遭到限制，不能做的很大。 运用: 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、电锻炼、充电、沟通发电机Байду номын сангаас磁等的直流电源。
2 发电机作业进程剖析：两磁极直流发电机的作业原理图。 （1） 构成： 磁场：图中 N 和 S 是一对停止的磁极，用以发生磁场，其磁感应强度沿圆周为正弦散布。
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 由直流电流经过绕在磁极铁心上的绕组发生的。用来构成 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：电枢绕组两头别离接在两个彼此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。
它与发电机的电动势 E 的效果不同。发电机的电动势是电源电动势，在外电路发生电 流。而 Ea 是反电动势，电源只要战胜这个反电动势才干向电动机输入电流。
可见，电动机向负载输出机械功率的一同，却向电动机输入电功率，电动机起着将电能 转化为机械能的效果。
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、电动势的效果是不同的。
本章首要介绍直流电机的结构和根本作业原理、直流电机绕组的构成、直流电机的电枢 反响、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，内容和时刻分配如下：
1.把握直流电机的结构及作业原理。（ 2 节） 2.把握直流电机绕组有关的结构。（2 节 ） 3.把握直流电机绕组的电枢反响。（1 节） 4.把握直流电机的电枢电动势和电磁转矩。（1 节） 5.把握直流发电机的根本方程式和运转特性、并励发电机的条件。( 2.5 节) 6.把握直流电动机的根本方程式和运转特性。( 1.5 节)
(一)类型：它表明电机的类别。例如：Z2--12 Z：直流；2：规划序号；1：铁心长度；2：机座号
(二)额外电流 Ie 这是指发电机长时刻运转时电枢输出给负载的答应电流。关于电动机则是指电源输入 到电动机的答应电流。 (三)标称电压 Ue 这是指发电机输出的答应端电压。关于电动机则指输入到电动机端钮上的答应电 压。 (四)额外转速 ne 这是指电机在额外作业状况时，应到达的转速。 (五)额外功率(额外容量) Pe
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，在外圆上有散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 绕组是发生感应电动势或电磁转矩，完成能量转化的首要部件。它是由许多绕组元件
构成，按必定规矩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，避免绕组因离心力而发生径向位移。
关于发电机来说，这是指在标称电压下，输出额外电流时，向负载供应的电功率 Pe,Pe=UeIe
关于电动机来说，则是指在标称电压，额外电流和额外转速下，电动机轴上输出的 机械功率 Pe=UeIeηe
(六)额外功率ηe 额外功率与输入功率之比，称为电机的额外功率，即ηe=（额外功率/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) 几许中性线——相邻两个主磁极之间的几许分界线) 极距τ： 相邻两磁极中心线间的间隔称为极距τ，常用槽数表明， τ =z/2p 其间 z 为槽数，p 为极对数。 4)绕组元件——两头别离与两个换向器片联接的单匝或多匝线圈，每个元件由两个放在电 枢槽中能够发生感应电动势的有用边，叫元件边。槽外部分只起衔接效果，叫端接部分。 5)节距——绕组元件的宽度和元件之间的衔接规则。 第一节距: 一个线圈的两个边所跨定子圆周上的间隔称为节距，用 y1 表明,一般用槽数计. 线圈可规模分为： 整距绕组: y1 = τ 短距绕组: y1 τ 长距绕组: y1 τ 换向节距: 一个元件的两个边在换向器上的间隔称为换向节距，用 yk 表明.
P2：换向 当电枢转到上图 b 所示方位时，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动，但因为换向器伴随一同旋转，使得电刷 A 总是触摸 N 极下的 导线，而电刷 B 总是触摸 S 极下的导线，故电流活动方向发生改动，电磁转矩方向不变。 （3） 电动势与能量转化剖析 ： 电动势：电枢滚动时，割切磁力线而发生感应电动势，这个电动势(用右手定则断定)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。
二、直流电机的作业原理 原理：任何电机的作业原理都是建立在电磁感应和电磁力这个基础上。
为了评论直流电机的作业原理，咱们把杂乱的直流电机结构简化为作业原理图。 （一）直流发电机的作业原理 1．作业原理：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：用右手定则判别。电势 e 正方向表明电位升高的方向，与 U 相反。假如同一元件 上 e 和 U 正方向相一同，e= -U。
中感应电动势的方向发生了改动，但因为换向器伴随一同旋转，使得电刷 A 总是触摸 N 极 下的导线，而电刷 B 总是触摸 S 极下的导线，故电流仍由 A 流出 B 流回，方向不变。
*尽管有换向器的效果，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 的巨细仍然是脉动的。欲取得在方向和量值上均为安稳的电动势，则应把电枢铁心上的槽 数和线圈匝数增多，一同换向器上的换向片数也要相应地添加。 （3） 电磁转矩与能量转化剖析 ： 电磁转矩：电枢电流 Ia 与磁场彼此效果而发生的电磁力构成了电磁转矩 T。
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 由直流电流经过绕在磁极铁心上的绕组发生的。用来构成 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。
载流导体在磁场中将会遭到力的效果，若磁场与载流导体彼此笔直，效果在导体上的电磁力
了解：电流发生磁场原理的变形（电流发生磁场） 一个通电线圈相当于一个具有 NS 极的磁体。构成电磁力。 2 电动机作业进程剖析：直流电动机的作业原理图。 （1）构成： 磁场：图中 N 和 S 是一对停止的磁极，用以发生磁场，其磁感应强度沿圆周为正弦散布。
当电枢被原动机以恒速驱动，按逆时针方向滚动时，用右手定则能够断定，线圈 ab 和 cd 边切开磁力线发生的感应电动势的方向，则在负载与线圈构成的回路中发生电流 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。
P2：换向 当电枢转到上图 b 所示方位时，ab 边转到了 S 极下，cd 边转到了 N 极下。这时线圈
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， 这样就改进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)电刷设备 电刷设备首要由用碳一石墨制成导电块的电刷、加压绷簧和刷盒等组成。固定在机座上
(小容量电机装在端盖上)不动的电刷，借助于加压绷簧的压力和旋转的换向器坚持滑动接
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，它使电枢滚动。电动机的电磁转矩 T 有必要与机械负载转矩 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，电源只要战胜这个反电动 势才干向电动机输入电流。
(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、铭牌和额外值 为了使电机安全而有用地运转，制造厂对电机的作业条件都加以技能规则。依照规则的
作业条件进行运转的状况叫做额外作业状况。电机在额外作业时的各种技能数据叫做额外 值，一般加下标 e 表明。这些额外值都列在电机的铭牌上，运用电机前，应了解铭牌。使 用中的实践值，一般不该超越铭牌所规则的额外值。
用左手定则能够断定，电磁转矩 T 的方向与电枢旋转方向相反。因而，在电枢等速旋 转时，原动机的驱动转矩 T1 有必要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
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)添加时，电磁转矩和输出功率也随之添加，这时原动机 的驱动转矩所供应的机械功率亦有必要相应添加，以坚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一同，原动机却向发电机输出机械功率，发电机起着将机械能转 换为电能的效果。
直流电机作发电机运转和作电动机运转时，尽管都发生电动势和电磁转矩，但两者作 用截然相反。
意图：了解它们各首要部件的称号、效果、彼此拼装及动作联系。以利正确选用和运用。 电机的结构要求： 1 电磁要求: 发生磁场，感应出电动势，经过电流，发生电磁转矩 2 机械要求：传递转矩，坚持巩固安稳，冷却的要求，检修，运转牢靠。
(二)换向磁极——发生附加磁场，改进电机的换向，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，这便是换向磁极。它的结构与主磁极 类似，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，可是，因为电枢电流经过电枢绕组时所发生 的电枢磁场，使主磁极中性面的磁感应强度不能为零值。所以使转到中性面内进行电流换向 的绕组发生感应电动势，使得电刷与换向器之间发生较大的火花。
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同，再引到接线盒内的接线板
(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
端盖由铸铁制成，用螺钉固定在底座的两头，盖内有轴承用以支撑旋转的电枢。 二、转子
换向器：电枢绕组两头别离接在两个彼此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。
电枢绕组经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 与磁场彼此效果发生电磁力 F，其方向可用左手 定则断定。这一对电磁力所构成的电磁转矩 T，使电动机电枢逆时针方向旋转。
从电机的根本作业原理知道，电机的磁极和电枢之间有必要有相对运动，因而，任何电机 都有固定不动的定子和旋转的转子两部分所组成，在这两部分之间的空隙叫空气隙。
一、定子 定子的效果是发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
主磁极铁心包含极心和极掌两部分。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。极掌的效果是使空气隙中磁感应强度散布最为适宜。