直流电机是机械能和直流电能相互转换的旋转机电设备，它可以使机械能和电能之间相互转换；
如果将直流电能转换为机械能时，则为直流电动机，如：用在升降提取物品时，在上升的过程中，直流电机提起物品，电机用力方向与物品的位移方向一致，电机正向用力，进入电动状态；又如冷轧机，主机和卷取机，电机的力矩方向与电机旋转方向一致，电机正向用力，进入电动状态；
电动状态也分正电动状态和反电动状态，即电机正反转；
如果将机械能转换为直流电能时，则为直流发电机，如：用在升降提取物品时，在下降的过程中，直流电机会被重物拖动，电机反向用力，进入发电状态；又如冷轧机，放卷机被主机拖动旋转，放卷机反向用力，进入发电状态；
虽然两者都工作在发电状态，但两者的工作方式也有所不同；
（可以插图四象限运行）
电机为什么会转动？为什么电流越大，力矩就越大？电机反电动势？（附图）直流电机的励磁部分简化为两个固定的磁极N-S，磁场方向是从N到S的，如图；
当电机电枢通入直流电时，根据左手定则，电枢上半部分力矩为左，下半部分力矩为右，上下部分配合就使电机电枢，向同一个方向转动，所以通有励磁电流的直流电机，只要电枢上用电流流过，电机就会转动；而电机的力矩与电流是成正比，所以电流越大，力矩就越大；
通有电流的导体在切割磁感线时会产生一个反向的电压，称为反向电动势；
当电机转动时，因为电机电枢部分通有电流，根据电机的旋转方向和磁场方向，再由右手定则，可以确定电机电枢中会产生一个反电动势，其电压方向与外加在电枢的电压方向相反；
1、直流电机的铭牌
电机型号：Z4
电机功率：Pn=500KW
电机电压：Un=440V
电机电流：In=1136A
近似地：Pn=Un*In 电枢电阻：Ra= Un/In
励磁电压：Uf=310V 励磁选择恒压供电时的稳定供电电压
励磁电流：If=20A 励磁选择恒流供电时的稳定供电电流
励磁反馈选择电压模式时，由于电机转动时，定子磁通量会微微减少，且变化不稳定，所以造成电机运转不稳定；且不能进行弱磁升速；
励磁反馈选择电流模式时，由于定子磁通量与励磁电流近似线性变化，所以只要励磁电流稳定不变，定子磁通量就会稳定，所以电机输出力矩也稳定；且可以进行弱磁升速；
电机转速：n=500/1500 R/Min
2、直流电机各公式
电压平衡公式：Un=E+Ia*Ra
反电动势公式：E=Ce*Φ*n
电枢电流：Ia=（Un—E）/Ra 电机转动与不转动情况？
励磁回路：If=Uf/Rf 用电流或电压反馈的不同处；
力矩公式：T=Ce*Φ* Ia
T=9.55*Pn/n
功率公式：U*Ia=E*Ia + Ia*Ia*R
转速公式：n=（Un—Ia*Ra）/ Ce*Φ
出题说
3、张力与力矩的关系
F=T/R
简单说明５９０的卷径运算；
4、为什么要弱磁？弱磁点的状态
电压反馈时，励磁电流不变，即电机磁通量Φ稳定，速度给定相当于电枢电压给定Ua，根据电压平衡公式：
Un=E+Ia*Ra；
因为电枢电阻一般都很少，所以Ia*Ra可以先忽略不计，所以
U n≈E，
其中E=Ce*Φ*n；则
U n≈E=Ce*Φ*n，
换句话，在电压反馈时，速度给定相当于电枢电压给定Ua，电机转动的过程中，产生一个反电动势E作为速度反馈源，例如：速度给定为20%，则电枢电压给定也为20%，电机未开始转动时，反电动势E 为零，所以就形成一个速度误差，再经过电流的运算，产生一个加速力矩，使电机不断加速，反电动势E 随着转速的增加而增加，反电动势的增加就使速度误差减少，当驱动器检测到电枢两端的电压U等于电枢电压给定Ua时，电机保持力矩输出，稳速旋转，此时的转速为
n=Ua/（Ce*Φ）
所以当速度给定为100%时，电枢电压给定也为100%，反电动势也约为100%，此时的电机转速就是电机的额定转速，换句话，电机额定转速就是电枢电压达到额定电压时的电机转速；
编码器（或测速发电机）反馈时，电机运转分两个状态：
1、基速以下调速（电机在额定速度范围内调节速度，励磁电流恒定）
2、基速以上调速（电机在额定速度以上到电机最高转速的范围内调节速度，励磁电流减弱）
用编码器反馈时，电机的转速控制再不是通过检测电枢电压来完成，而是直接通过检测编码器信号来参与调速控制；
关键:弱磁点——电机励磁临界于100%与99%之间,此时电枢电压达到额定电压，电机速度也达到额定速度；
在基速以下时，也就是电机还没有到达弱磁点,速度给定再不是单纯的作为一个电压给定来控制电机，而是速度给定和速度反馈（用编码器作反馈源来举例说明），将产生速度误差，再经过电流的运算，产生一个加速力矩，使电机加速运行，此时的电枢电压E是跟随电机转速的增加而增加；当速度不断增加，速度误差就不断缩少，直到速度误差接近零时，电流环保持输出，电机力矩保持不变，电机稳定在某个速度上运行，此时的电枢电压E可通过公式计算得出；也可以通过比例得出；
Ua≈E= Ce*Φ*n
当速度给定不断向上调节时，电机转速不断增加，随之电机的电枢电压也不断增加；直至电机电枢电压等于额定电压，此时励磁电流还保持100%，电机速度为额定速度；这个就是弱磁的临界点；
此时的速度给定与电压的关系？34%---100%
当在弱磁临界点上，速度给定再增加，电机速度必定上升，假设励磁还是保持不变，即Φ不变；根据E =Ce*Φ*n，电枢电压升高，此时的电枢电压必定大于电机的额定电压；想想后果？这是不允许的！
所以此时唯一的做法就是降低励磁电流，即减少电机定子上的磁通量，根据E=Ce*Φ*n，速度增加了相对额定转速的百份之几，磁通量也相应减少相对额定磁通的百份之几（注：不是励磁电流，但励磁电流减少的百份比与磁通量减少的百分比差不多，因为励磁电流与磁通量几乎接近是成比例变化的）；这样才可以保持电机不会超过额定电压运行；换句话：在基速上调节速度时，为保证电枢电压不超过电机额定
电压，励磁电流必定要随转速的变化而反比例的变化，这就是电机为什么要弱磁的最根本原因！
当然，电机转速也不是无休止地增加上去，所以励磁电流也不是减少到零为止；电机的转速也受电机铭牌上写的最高转速限制，一般最高转速为额定转速的2~3倍，所以励磁电流一般也是降低到20%~30%的额定励磁电流；所以一般的调速器都要设置一个最小励磁电流，当电机在升速过程中，励磁电流降到设置的最小励磁电流值时，驱动器会报警，一般是报超速或过电压或励磁故障等；所以设置最小励磁就是防止失速或超速的一个办法。

5、直流电机各个运行象限
第一象限：正向电动运行（图），不同速度对应的电枢电压不同，不同的励磁电流对应的速度也不相同；
１＼不同速度对应不同的电枢电压，电机加减速过程
２＼不同的励磁电流对应不同的速度，弱磁后的加减速过程
第二象限：正向回馈制动（图），减速过程和被拉过程
１＼分析减速太快的正向反馈过程
２＼分析向前被拉的制动过程
第三象限：反向电动运行（图）与象限一相反
第四象限：反向回馈制动，与象限二相反；
7、直流电机特性曲线
分析直流电机的启动过程，加速过程，稳速过程，减速过程，举例说明；
８、直流电机双闭环控制分析
速度环和电流环，结合５９０说两个环的用途；
９、分析电机逆变的全过程。