4.3 直流电机的工作原理 电机分交流和直流两种。 直流电机工作电压或输出的电压为直流； 交流电机工作电压为交流。 直流电机分直流电动机和直流发电机两种。 直流电动机将电能转换为机械能； 直流发电机将机械能转换为电能。电动机的分类：4.3.1 4.3.1 直流电机的基本结构和工作原理直流电机的基本结构和工作原理 一、直流电机的基本结构一、直流电机的基本结构 根据电机的工作原理，直流电机的组成可分为根据电机的工作原理，直流电机的组成可分为定子定子、转子转子和和换向器换向器三大部分。三大部分。换向器由换向器由换向片换向片和和电刷电刷组成，电刷固定在定子上，换向片与电组成，电刷固定在定子上，换向片与电枢绕组相连，换向片与电刷保持滑动接触。枢绕组相连，换向片与电刷保持滑动接触。定子铁心定子铁心励磁绕组励磁绕组定子部分定子部分电枢铁心电枢铁心电枢绕组电枢绕组转子部分转子部分二、基本的工作原理二、基本的工作原理 为了讨论直流电机的工作原理，可把复杂的直流电机结构简化为了讨论直流电机的工作原理，可把复杂的直流电机结构简化为电机具有一对主磁极，电枢绕组只是一个线圈，线圈两端分别联为电机具有一对主磁极，电枢绕组只是一个线圈，线圈两端分别联在两个换向片上，换向片上压着电刷在两个换向片上，换向片上压着电刷A A和和B B。1 1 主磁极主磁极：励磁绕组上加上直：励磁绕组上加上直流电压，励磁绕组上有励磁电流流电压，励磁绕组上有励磁电流通过，使定子铁心产生固定磁场，通过，使定子铁心产生固定磁场，即定子的主要作用是产生主磁场。即定子的主要作用是产生主磁场。 22电电枢枢绕绕组组：在在固固定定的的磁磁场场中中旋旋转转，主主要要作作用用是是产产生生感感应应电电动动势势或或产产生生机机械械转转矩矩，实实现现能能量量的的转换。转换。 3 3、44换换向向器器：电电刷刷固固定定不不动动，换换向向片片与与电电枢枢绕绕组组一一起起旋旋转转，主主要要作作用用是是将将外外加加的的直直流流电电流流转转换换为为电电枢枢绕绕组组的的交交变变电电流流，并并保保证证每每一一磁磁极极下下，电电枢枢导导体体的的电电流流的的方方向向不不变变，以以产产生生恒恒定定的的电电磁磁转矩。转矩。33电刷电刷44换向片换向片直流电动机工作原理图如图所示直流电动机工作原理图如图所示 直直流流电电源源接接在在电电刷刷之之间间而而使使电电流流通通入电枢线圈。电流方向应该是这样的：入电枢线圈。电流方向应该是这样的：N N极极下下的的有有效效边边中中的的电电流流总总是是一一个个方方向向，而而S S极极下下的的有有效效边边中中的的电电流流总总是是另另一一个个方方向向，这这样样才才能能使使两两个个边边上上受受到到的的电电磁磁力力的的方方向向一一致致，电电枢枢因因而而转转动动。因因此此，当当线线圈圈的的有有效效边边从从N N（S S）极极下下转转到到S S（N N）极极下下时时，其其中中电电流流的的方方向向必必须须同同时时改改变变，使使电电磁磁力力的的方方向向不不变变，即即电电磁磁转转矩矩的的方方向不变而使转子以向不变而使转子以n n的转速旋转。的转速旋转。三、直流电动机的分类三、直流电动机的分类 直流电动机按定子励磁绕组的励磁方式不同可分为四类：直流电动机按定子励磁绕组的励磁方式不同可分为四类： 1 1他励电动机：他励电动机：励磁绕组由外加电源单独供电，励磁电流的励磁绕组由外加电源单独供电，励磁电流的大小与电枢两端电压或电枢电流的大小无关。如图（大小与电枢两端电压或电枢电流的大小无关。如图（a a）所示。所示。图（图（a a） 2. 2. 并励电动机：并励电动机：励磁绕组与电枢绕组并联连接，由外部电源一励磁绕组与电枢绕组并联连接，由外部电源一起供电，励磁电流的大小与电枢两端电压或电枢电流的大小有关。起供电，励磁电流的大小与电枢两端电压或电枢电流的大小有关。如图（如图（b b）所示。所示。图（图（b） 3 3串励电动机：串励电动机：励磁绕组与电枢绕组串联连接，由外部电励磁绕组与电枢绕组串联连接，由外部电源一起供电，励磁电流的大小与电枢两端电压或电枢电流的大小源一起供电，励磁电流的大小与电枢两端电压或电枢电流的大小有关有关。如图（。如图（c c）所示：所示：图（图（c） 4 4复励电动机：复励电动机：励磁绕组分为两部分，一部分与电枢绕组并励磁绕组分为两部分，一部分与电枢绕组并联连接，另一部分与电枢绕组串联连，接联连接，另一部分与电枢绕组串联连，接励磁电流的大小与电枢两励磁电流的大小与电枢两端电压或电枢电流的大小有关端电压或电枢电流的大小有关。如图（。如图（d d）所示所示: :图（图（d）