一、直流电机工作原理 （一）直流发电机工作原理
右 手 定 则
ba A+ B-
ba A+ B-
15.1直流电机的工作原理、主要结构、额定值
一、直流电机工作原理 （一）直流发电机工作原理
右 手 定 则
注意：电刷与负载连接固定不动，电刷压在换向片 上。换向器和线圈连接并转动，无论怎样转动，总 是上半边A的电流向外，下半边B的电流向里。
构成：电刷、刷盒、刷杆和连线等。 电枢电流能经旋转的换向器 （随转子）通过静止的电刷 （固定在定子上）接通外电路 1.将转动的电枢与外电路相连 2.与换向器配合作用而获得直 流电压
电刷组数一般等于电机极对数
15.1直流电机的工作原理、主要结构、额定值
二、直流电机主要结构 （一）定子各部件安装结构
（4）电刷装置
换向器配合电刷可保证每个极下线圈边中电流始终是一 个方向，即电枢受到的电磁转矩的方向始终不变。这就 可以使电动机能连续的旋转。
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一、直流电机工作原理 （三）直流电机的可逆性
对于一匝线圈，电功率 eABi2B，lvi
机械功率 T e m2fv 2B lv 。即i电势 所形成的电功率等于电磁力所产生的机 械功率。在旋转的电机中，不论是发电 机还是电动机，这两种功率是等量存在 的，这两种能量形式是可逆的。
缺点：
由于存在换向器，其制造、维护复杂，价格较高。
主要内容
1 直流电机的工作原理、主要结构、 额定值 2直流电机的电枢绕组 3直流电机的电枢反应 4电枢绕组感应电动势和电磁转矩 5直流电机换向
15.1直流电机的工作原理、主要结构、额定值
电枢
+
N
U
–
S
转动：绕组线圈、换向器； 静止：主磁极、电刷
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二、直流电机主要结构
分解 图
风叶 磁极 电刷
换
转
向
轴
器
换向片 换向器
电枢转子 压紧环
电枢绕组
绕组端部
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二、直流电机主要结构
定子（固定部分）
转子（转动部分）
主磁极 换向极 机座 端盖 轴承 电刷装置
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一、直流电机工作原理 （一）直流发电机工作原理 eBlvB
通过电刷和换向器将交流 变成直流，其作用相当于单 相全波整流器。
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一、直流电机工作原理 （一）直流发电机工作原理
增加导体数可减少感应电动势和电磁转矩的脉动。当 每极下导体数大于8时，脉动可小于1%。
电功率
机械功率
一台电机既可作为发电机运行，又可作为电动 机运行，这就是直流电机的可逆原理。
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一、直流电机工作原理 （三）直流电机的可逆性
一台直流电机原则上既可以作为发电机运行，也可以 作为电动机运行，只是其输入输出的条件不同而已。 如用原动机拖动直流电机的电枢，将机械能从电机轴 上输入，而电刷上不加直流电压，则从电刷端可以引 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；如在电刷上加直流电 压，将电能输入电枢，则从电机轴上输出机械能，拖 动生产机械，将电能转换成机械能而成为电动机。这 种同一台电机，既能作发电机又能作电动机运行的原 理，在电机学理论中称为电机的可逆原理。
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二、直流电机主要结构 （一）定子各部件安装结构
（1）主磁极 作用：建立主磁场。
构成：主极铁心和套 装在铁心上的励磁绕 组。
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二、直流电机主要结构 （一）定子各部件安装结构
（2）换向极 作用：用于改善换向
构成：换向极常用整块钢或厚钢板制成。换向极的数 目一般与主磁极相等。在小功率直流电机中，换向极 数量通常只有主磁极的一半，或不设置换向极
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一、直流电机工作原理 （二）直流电动机工作原理
左 手 定 则
ba n逆时针转向
f Bil
ba n逆时针转向
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一、直流电机工作原理 （二）直流电动机工作原理
电动机运行关键：要使电枢受到一个方向不变的电磁转 矩，即当线圈边在不同极性的磁极下时受到的电磁转矩 方向不变。
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二、直流电机主要结构 （一）定子各部件安装结构
（3）机座 作用：1、主磁路的一部分；
2、电机的结框架。 构成：用厚钢板弯成筒形焊成或铸钢件制成。
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二、直流电机主要结构 （一）定子各部件安装结构
（4）电刷装置
作用：电枢电路的引出（或引入）装置。
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二、直流电机主要结构 （二）转子各部件安装结构
15.1直流电机的工作原理、主要结构、额定值
直流电机基本知识
什么是直流电机？
定义：将直流电能和机械能相互转化的旋转 电机，它可用作电动机或发电机
直流电机的用途 1.作电源用——直流发电机 2.作动力用——直流电动机
3.信号的传递
作为测量元件——直流测速发电机 作为执行元件——直流伺服电动机
直流电机的优缺点
优点：
直流发电机的电势波形较好，电磁干扰较小。 直流电动机的调速范围宽广，调速特性平滑。 直流电动机过载能力较强，起动和制动转矩较大。
产生磁场、电机的机械支撑
• 电枢铁心 • 电枢绕组 • 换向器 •轴 • 风扇
感应电势，而实现能量转 换的部分
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二、直流电机主要结构
15.1直流电机的工作原理、主要结构、额定值
二、直流电机主要结构 （一）定子各部件安装结构
•极数：主磁极的个数，等 于2p
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一、直流电机工作原理 （一）直流发电机工作原理
提问
哪些部件转动、哪些部件不动？ 绕组线圈电流性质、电刷端电流的性能？ 实际电机结构要在物理模型上作哪些改动？
转动：绕组线圈、换向器； 静止：主磁极、电刷 绕组线圈：交流；电刷端：直流 增加铁心、绕组线圈数、轴承、端盖等