电机与拖动 课程设计
电机与拖动技术基础篇第三版课程设计
电机与拖动技术基础篇第三版课程设计课程背景电机和拖动技术是机械、电气等领域必不可少的基础技术之一。
随着科技进步和各行业的发展，对电机和拖动技术的需求越来越高，掌握该技术将有助于学生在就业市场上获得更广阔的发展空间。
本课程拟帮助学生了解电机和拖动技术的基本原理，掌握电机的分类、特性以及调速、制动等方面的应用，培养学生的实际应用能力。
课程目标•了解电机的工作原理；•掌握电机的分类、特性以及调速、制动等方面的应用；•学会对电机进行检修、维修和故障排除；•熟悉拖动技术的基本原理；•学会拖动技术的控制；•锻炼学生的实际操作能力和应用能力。
教学内容章节内容第一章电机概述第二章电机的分类第三章电机的特性第四章电机的调速章节内容第五章电机的制动第六章电机的检修与维修第七章拖动技术概述第八章拖动技术的控制第九章案例分析教学方法•理论课程：通过讲述基本原理、应用技巧和经验的方法，教会学生掌握基本理论知识和应用技能；•实践课程：通过实验、模拟等实际操作，让学生在实践中掌握技能，提高操作技能和应用能力；•课程辅导：给予同学们必要的课后辅导。
对于理解不透彻、技能操作不熟练等问题，提供及时的指导和帮助。
课程要求•理论课程的考核方式：闭卷笔试；•实践课程的考核方式：开放式操作考试；•每个同学必须参加所有的课堂和实验；•勤奋认真学习，提高研究与应用能力；•遵守课堂纪律，行为规范。
教材和参考书目•电机与拖动技术基础篇，第三版，李华山主编•电机原理与应用，裘德·哈齐文，高道明著•电机技术，蔡诚华主编•电机控制技术，贺亚平主编实验设备和材料编号实验设备数量1 单相感应电机实验装置1台2 三相异步电动机实验装置1台3 直流电动机实验台1台4 电机综合性能测试仪1台5 变频调速实验装置1台6 电机故障模拟排除实验装置1台7 拖动控制实验台1台8 实验用电器元件若干课程进度安排•第一周：电机概述、电机的分类、电机的特性；•第二周：电机的调速、电机的制动、电机的检修与维修；•第三周：拖动技术概述、拖动技术的控制；•第四周：案例分析与答疑。
电机与拖动课程设计报告
电机与拖动课程设计报告电机与拖动课程设计报告一、引言电机与拖动课程是电气工程专业的一门重要课程，主要涉及电机的基本原理、结构和控制方法，以及电机在工程实际中的应用。
本次课程设计旨在通过模拟实验的方式，加深对电机与拖动的理论知识的理解，提高实践操作能力。
二、设计目标本次课程设计的目标是设计一个电机拖动系统，其中包括电机驱动电路的设计、传感器采集电路的设计和控制系统的设计。
主要实现以下功能：1. 实现电机的正、反转控制，可以通过开关或按键控制电机的运行方向。
2. 实现电机的调速控制，可以通过旋钮或模拟信号输入控制电机的转速。
3. 实现电机位置的闭环控制，可以通过编码器或位置传感器获取电机的位置反馈信号，并控制电机按照指定位置运行。
三、系统设计1. 电机驱动电路设计电机驱动电路采用H桥电路，可以实现电机的正、反转控制。
根据电机的额定电流和电源电压确定H桥电路的功率。
并根据电机的类型（直流电机还是交流电机）选择相应的调速控制方法。
2. 传感器采集电路设计传感器采集电路主要包括电机的转速传感器和位置传感器。
转速传感器可以采用光电编码器或霍尔传感器，用于测量电机的转速。
位置传感器可以采用位移传感器或光电编码器，用于测量电机的位置。
3. 控制系统设计控制系统采用微处理器或单片机作为核心控制器，实现对电机的控制。
根据输入的控制信号，经过处理后输出控制信号给电机驱动电路，实现电机的正、反转、调速和位置控制。
四、实验步骤1. 搭建电机驱动电路，连接电机和电源，测试电机的正、反转控制功能。
2. 设计传感器采集电路，将传感器连接到微处理器或单片机上，测试传感器的采集功能。
3. 设计控制系统，编写控制程序，实现电机的正、反转、调速和位置控制。
4. 进行系统调试和性能测试，验证设计的功能是否符合要求。
五、实验设备1. 直流电机或交流电机2. 电源3. H桥电路4. 光电编码器或霍尔传感器5. 位移传感器或光电编码器6. 微处理器或单片机七、总结通过本次课程设计，我对电机与拖动的原理和实际应用有了更深入的理解。
电机及拖动基础课程设计
电机及拖动基础课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握电机及拖动基础的基本概念、原理和应用，培养学生具备电机的设计、制造、维护和故障诊断的能力。
具体目标如下：1.知识目标：（1）了解电机的基本原理、结构和工作特点；（2）掌握电机的分类、性能和参数；（3）熟悉电机拖动系统的运行原理和控制方法；（4）了解电机及拖动技术在工程中的应用。
2.技能目标：（1）能够运用电机及拖动基础理论分析实际问题；（2）具备电机选型、安装和调试的基本技能；（3）掌握电机运行维护和故障诊断的方法。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对电机及拖动技术的兴趣和热情；（2）增强学生的工程意识，提高创新能力和团队合作精神；（3）培养学生遵守纪律、严谨治学的学术态度。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括电机的基本原理、结构和工作特点，电机的分类、性能和参数，电机拖动系统的运行原理和控制方法，以及电机及拖动技术在工程中的应用。
具体安排如下：1.电机的基本原理、结构和工作特点；2.电机的分类、性能和参数；3.电机拖动系统的运行原理和控制方法；4.电机及拖动技术在工程中的应用；5.电机的设计、制造、维护和故障诊断。
三、教学方法为了实现本课程的教学目标，我们将采用以下教学方法：1.讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握电机及拖动基础的基本概念、原理和应用；2.讨论法：引导学生分组讨论，提高学生分析问题和解决问题的能力；3.案例分析法：分析实际案例，使学生了解电机及拖动技术在工程中的应用；4.实验法：进行电机实验，培养学生的动手能力和实践能力。
四、教学资源为了支持本课程的教学内容和教学方法，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，如《电机及拖动基础》等；2.参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生的知识体系；3.多媒体资料：制作精美的课件、视频等多媒体资料，提高学生的学习兴趣；4.实验设备：配备齐全的实验设备，为学生提供动手实践的机会。
电机与拖动课程设计
电机与拖动课程设计背景本篇文档将介绍一个针对电机和拖动的课程设计，旨在通过理论与实践相结合的方式，帮助学生加深对于电机和拖动系统的理解，以及培养其解决问题的能力。
目标通过本次课程设计，学生将能够：1.掌握电机的基础知识，包括工作原理、类型、参数等；2.熟悉拖动系统的组成和原理；3.锻炼学生应用所学知识解决问题的能力；4.提高学生的实验设计和实验技能。
设计内容电机理论部分1.介绍电机的分类和工作原理；2.详细介绍直流电机和交流电机的特点和差异；3.解析电机参数，如电压、电流、功率、效率等；4.简述电机的控制方法，如调速和保护策略。
拖动部分1.介绍拖动的基本组成结构；2.分析各种拖动系统的构成和工作原理；3.讲解拖动系统的性能参数和变量；4.简述拖动系统的控制方法，如速度和力矩控制。
实验设计部分在理论学习的基础上，设计以下实验，让学生通过实践了解并理解所学知识：1.用万用表测试直流电机的电压、电流和转速，进而得出电机的性能参数；2.测试不同直流电压对直流电机的转速的影响；3.构建一个简单的拖动系统，测量系统的性能参数，如速度、功率、效率等；4.让学生自己设计一个拖动系统，测量系统的性能参数，运用所学知识进行调节和控制。
教学方法本课程设计既有理论学习，也有实验操作。
在理论部分，推荐使用PPT，讲解电机和拖动系统的基础知识，让学生熟悉系统的组成和工作原理。
在实验操作中，老师可以带领学生完成实验设计和操作，提高学生的实验技能。
考核方式本课程设计是一个综合性的项目，考核方式主要包括以下环节：1.课堂参与和出席率（10%）；2.实验报告（20%），要求学生在报告中详细说明实验的目的、方法、结果和分析；3.仿真设计报告（30%），要求学生自己设计一个拖动系统，并利用仿真软件进行仿真设计和模拟；4.大作业（40%），要求学生在实验室或者工厂的场景中，自主设计控制电机和拖动系统的方案，并实现控制效果。
总结本次课程设计旨在帮助学生加深对于电机和拖动系统的理解，培养其应用所学知识解决问题的能力。
电机与电力拖动基础课程设计
电机与电力拖动基础课程设计1. 课程概述本课程涉及电机和电力拖动的基础理论和应用。
学员将学习电机的原理、种类、特性及其控制方法，以及电力拖动的原理、组成、应用和调试技巧。
2. 课程内容2.1 电机基础电机原理，电机种类及其特性，电机控制方法，电机选型。
2.2 电力拖动电力拖动系统的组成及原理，应用案例和调试技巧。
2.3 实践操作学员将进行以下实践操作：1.设计并组装一个小型直流电机控制电路，控制电机的转速和方向。
2.设计并安装一个电力拖动系统，完成一个有趣的小项目。
3. 教学安排3.1 课程时间本课程共计36学时，分为理论教学和实践操作两部分。
3.2 授课方式本课程采用课堂授课和实验操作相结合的方式进行。
课程将分为以下几个部分：章节授课时间授课方式电机基础8学时理论授课电力拖动8学时理论授课实践操作1设计直流电机控制电路10学时实验操作实践操作2设计电力拖动系统10学时实验操作3.3 考核方式本课程的考核方式包括以下几种：1.课堂笔试：约占总成绩的30%。
2.实验考核：约占总成绩的40%。
3.课程总结报告：约占总成绩的30%。
4. 教学资源本课程所需的教学资源包括以下方面：4.1 教材本课程的推荐教材包括：1.《电机与电力拖动基础》（第2版），刘丽珍著，机械工业出版社，2015年2.《电机控制技术基础》，李舟著，机械工业出版社，2012年4.2 实验器材本课程的实验器材包括以下设备：1.直流电机2.控制电路板3.电力拖动设备4.示波器5.信号发生器4.3 其他资源本课程所需的其他资源包括：1.PPT课件、教学视频等。
5. 教学效果学生在学习本课程后，将掌握以下知识和技能：1.了解电机的基本原理、种类及其特性。
2.掌握电机的控制方法。
3.掌握电力拖动系统的组成原理及其应用案例。
4.能够设计控制电路并完成一个小型电机控制系统。
5.能够设计并安装一个电力拖动系统。
6. 总结本课程是一门工程类的实践性课程，将实用性教学和理论课程相结合，旨在让学生掌握电机及电力拖动方面的知识和技能。
电机与拖动基础课程设计
电机与拖动基础课程设计课程概述该课程是针对电机及拖动基础的学生所设计的。
本课程将介绍电机的基本原理、类型及其工作原理，并介绍与电机相关的拖动技术及相关软件和工具。
本课程的目的是培养学生对电机的理解及掌握拖动技术，以应用到实际生产中。
课程教学目标1.掌握电机的基本原理及种类。
2.了解电机的工作原理及其在实际应用中的作用。
3.掌握各种拖动技术及其应用。
4.了解相关软件和工具。
课程内容第一章：电机基础1.1 电机介绍1.2 电机的基本原理1.3 电机的种类1.4 电机的工作原理第二章：电机的应用2.1 电机在实际应用中的作用2.2 电机控制系统2.3 电机相关的软件和工具第三章：拖动技术3.1 拖动系统的基本原理3.2 拖动技术的种类3.3 软件和工具的应用第四章：课程设计4.1 实验要求及目的4.2 实验内容及步骤4.3 实验结果分析课程教学方法该课程采取理论教学与实验相结合的方式。
理论教学主要通过教师讲解、课件演示、教材阅读等方式进行；实验教学主要通过实际操作、实验报告等方式进行。
教师将在课程结束前定期进行课程复习与知识点测试。
实验器材和材料1.电机控制器2.电机及驱动器3.拖动器材评分标准1.实验报告 40%2.期末考试 40%3.平时表现 20%总结该课程旨在使学生掌握电机及拖动技术的基本概念，以应用于实际的生产过程中。
在本课程中，我们将介绍电机的基本原理、种类及其应用。
拖动技术将在第三章中进行介绍，并在第四章中设置实验来进行实践操作。
我们期望学生在本课程中获得丰富的知识，掌握实践技巧，为未来的学习和工作奠定坚实的基础。
电机与拖动技术课程设计
电机与拖动技术课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解电机的基本工作原理，掌握电机的主要构造及功能；2. 掌握拖动技术的概念，了解常见的拖动方式及其优缺点；3. 学会分析电机与拖动系统在实际应用中的性能，能运用相关公式进行计算。
技能目标：1. 能够正确使用电机与拖动实验设备，进行基本的实验操作；2. 学会通过观察、分析实验数据，解决电机与拖动系统中的实际问题；3. 提高团队协作能力，通过小组讨论、共同完成实验任务。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电机与拖动技术的兴趣，激发其探索精神；2. 培养学生的安全意识，使其在实验过程中能够遵循操作规程，确保人身和设备安全；3. 增强学生的环保意识，了解电机与拖动技术在节能减排方面的作用，培养其社会责任感。
本课程旨在帮助学生掌握电机与拖动技术的基本知识，培养其实践操作能力和团队协作能力。
针对学生年级特点，课程目标既注重理论知识的传授，又强调实践技能的培养。
通过本课程的学习，学生能够将所学知识应用于实际工作中，为我国电机与拖动技术的发展做出贡献。
二、教学内容1. 电机基本原理与构造：讲解电机的工作原理，包括电磁感应定律、洛伦兹力等；介绍电机的主要构造，如定子、转子、绕组等，并通过教材第1章进行学习。
2. 常见电机类型：学习直流电机、异步电机、同步电机等常见电机类型的特点及应用，参考教材第2章。
3. 拖动技术：介绍拖动系统的概念，讲解电气传动、液压传动、气压传动等拖动方式，学习教材第3章相关内容。
4. 电机与拖动系统的性能分析：学习电机与拖动系统性能参数，如效率、功率因数、启动转矩等，分析不同拖动方式对系统性能的影响，结合教材第4章进行学习。
5. 电机与拖动系统在实际应用：举例介绍电机与拖动系统在实际工程中的应用，如机床、电梯、电动汽车等，参考教材第5章。
6. 实验教学：安排学生进行电机与拖动实验，包括电机启动、制动、调速等实验操作，巩固理论知识，提高实践能力。
电机与拖动教学大纲（共5篇）
电机与拖动教学大纲（共5篇）第一篇：电机与拖动教学大纲《电机与拖动》课程教学大纲英文名称：MotorsandElectricDrives一、课程说明1．课程性质：学科基础选修课。
2．课程的目的和任务本课程的目的和任务是使学生掌握常用的交、直流电机，控制电机及变压器等的基本结构与工作原理以及电力拖动系统的运行性能、分析计算及电机选择与实验方法等，为学习《机床电气控制》及《机电一体化系统设计》等后续课程准备必要的基础知识。
3．适应专业：本大纲适用于机械电子工程、电气化与自动化等非电机制造类专业的本科课程教学。
4．学时与学分总学时80学时，其中理论教学66学时，实验教学14学时，共4.5学分。
教学学时分配见第四部分。
5．先修课程：电路分析基础、模拟电子技术、电力电子技术等。
6．推荐教材或参考书目：（含教材名，主编，出版社，出版年份）推荐使用由电子工业出版社出版，邱阿瑞主编的《电机与电力拖动》教材。
主要参考书目：（1）唐介主编.电机与拖动.北京：高等教育出版社，2003（2）顾绳谷主编.电机及拖动基础（第二版）.北京：机械工业出版社，1997（3）朱东起主编.电机学（上、下册）.北京：中央广播电视大学出版社，1995（4）李发海等编著.电机学(上、下册).北京：科技出版社，1991（5）杨兴瑶编.电动机调速的原理及系统.北京：水利电力出版社，1979（6）丛望，郭镇明编.电机学.哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，1996 7．主要教学方法与手段本课程采用课堂教学与模型、实验教学相结合的方法。
共开设有关实验14个学时，具体实验内容与所需实验仪器、设备等见实验大纲要求。
8．考核方式：（说明，成绩评定办法）理论考试成绩占70％，实验及平时作业等占30％。
9．课外自学要求(包含作业要求)课前需要预习，课后看书复习。
每一章后留适量的作业，要求按时完成。
每次作业批改一半，抽查一半。
二、教学基本要求和能力培养要求1．通过本课程的各个教学环节，达到以下基本要求：（1）了解磁场、磁路、变压器及各种旋转电机的基本理论与知识，了解电力拖动系统的组成及典型生产机械的运动形式，掌握电力拖动系统的运动方程式及多轴旋转系统的折算。
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一直流电机的简介及结构（一）直流电机简介直流电机是生产和使用直流电能的机电能量转换装置。
将机械能转换为直流电能的，称为直流发电机；将电能追安环为机械能的，称为直流电动机。
直流电动机具有调速性能好、启动和制动转矩大、过载能力强等优点，因此广泛应用于启动和调速要求较高的机械上。
例如：轧钢机、机床、电车、电器轨道牵引、挖掘机械、纺织机械等。
直流发电机可以作为各种直流电源。
例如直流电动机的电源、同步电机的励磁电源、以及化学工业方面用于电解电镀的抵押大电流直流电源等。
在本次设计中只介绍和说明直流电动机，不介绍直流发电机。
与交流电机相比，直流电机的主要缺点是换向问题，它限制了直流电机的极限容量，又使得直流电机的结构复杂，消耗较多的有色金属，维护比较麻烦，致使直流电机的应用受到一定的限制。
不过，虽然如此，可是随着电子技术的发展，可控硅整流电源在生产上的应用越来越广泛，虽然使直流发电机的受到威胁，可是却会使直流电动机在应用中更为广泛。
（二）直流电机的结构直流电机由静止的钉子和旋转的转子两大部分组成。
定转子之间有一定的空隙，称为气隙。
定子的作用是产生磁场和对电机的机械支撑，主要由主磁极、换向极、机座、端盖、电刷装置等部件组成。
转子的作用是产生电枢感应电动势或电磁转矩，主要由电磁铁芯、电枢绕组、换向器、转轴和风扇等部件组成。
如下图1-2所示：图1-1 直流电机装配结构图1—换向器 2—电刷装置 3—机座 4—主磁极 5—换向极 6—端盖 7—风扇 8—电枢绕组 9—电枢铁心1 定子部分①主磁极（简称主极）主磁极用来产生气隙磁场并且在电枢表面外的气隙空间里产生一定形状分布的气息磁密。
主磁极由主机铁芯和励磁线圈组成，主极铁芯和由1—1.5mm厚的低碳钢板冲成一定形状，然后叠压用铆钉铆在一起，上面套上是实现绕制好的励磁线圈，整个磁极用螺钉固定在机座内表面上。
为了减小气隙中的有效磁通的磁阻，改善气隙磁密的分布，磁极分为两部分，较宽的部分成为极靴，较窄的部分称为极身，这样还可以时励磁绕组牢固的套在磁极上，如图1-2所示。
小型直流电机的主磁极采用永久磁铁构成。
图1-2 主磁极②换向极换向极是用来改善直流电机的换向性能。
换向极是由换向极铁芯和套在铁芯上的换向极绕组组成如图1-3所示。
大容量的直流电机换向极铁芯由薄钢板组成，中小容量的直流电机换向极由整块钢构成，换向极绕组与电枢绕组串联，换向极装在相邻两个主磁极之间，用螺旋钉固定在机座上。
图1-3 换向极③机座机座一方面用来固定主磁极、换向极和端盖等部件，并借助于底脚将电机固定在基础上，起机械支撑作用；另一方面它还是电机主磁路的一部分，叫定子磁轭，起导磁作用，机座一般用导磁性能较好的铸钢或厚钢片焊接而成。
④电刷装置电刷装置是固定的电刷与旋转的换向器保持滑动接触，将电枢电路和外电路相接通，使电流经电刷输入电枢或从电枢输出。
它由电刷、刷握、刷杆和刷杆座等组成。
电刷放在电刷盒里，用弹簧压在换向器外表面上，同时用铜丝辫将电流自电刷引向刷握。
如图1-4所示，刷握在刷杆上，刷杆装在刷杆座上，并且使二者之间具有良好的绝缘性。
刷杆数目通常与主磁极极数相同。
各电刷杆在换向器外面上沿周围方向均匀分布。
1，刷盒2，电刷3，压紧弹簧4，铜丝辫图1-4 电刷装置2 转子部分①电枢铁芯电枢铁芯的作用是用来嵌放电枢绕组和通过主磁通。
当电枢旋转时，铁芯中的磁通方向会发生变化，会在铁芯中引起涡流和磁滞损耗。
为了减少这部分损耗，铁芯通常用0.5mm 厚的两面涂有绝缘漆的硅钢片冲片叠压而成。
每张冲片冲有嵌放绕组的槽和一些轴向通风孔，叠压好的电枢铁芯安装在转轴上如图1-5所示。
1，换向器2，电枢铁芯3，电枢元件4，电枢轴图1-5 电枢的组成图②电枢绕组电枢绕组的作用是产生感应电动势和通过电流，实现几点能量转换。
电枢绕组是用包有绝缘皮的导线绕制成的一个个电枢线圈嵌放在电枢铁芯槽内，线圈与铁芯之间已经上下层线圈之间要绝缘。
每个元件的两个出线端都与换向器的换向片相连，连接时都按照一定规律构成电枢绕组。
③换向器换向器的作用是将电枢线圈中的交流变换为电刷间的直流或者将电刷间的直流逆变为电枢线圈中的交流。
换向器的结构有很多种，如图1-6所示，主要由许多换向片组成，相邻两个换向片之间用云母绝缘。
为节省铜材，换向器有升高片，线圈出线端接在升高片的小槽中，换向片数目与线圈元件数相同。
1，换向片2，垫圈3，绝缘层4，套筒5，螺帽图1-6 换向器二直流电动机的分类直流电动机根据励磁方式的不同，可以将其分为自励电动机和他励电动机两类。
（一）他励直流电动机他励直流电动机的励磁电流由其他直流电源单独供给，与电枢绕组无任何关系。
接线图如图2-1（a）所示，图中M表示电动机。
同时永磁直流电动机也可以看为他励直流电动机。
（二）自励直流电动机自励直流电动机的励磁电流由自身供给，根据励磁绕组与电枢绕组的连接关系，又分为并励、串励和复励三种。
1 并励直流电动机并励直流电动机的励磁绕组与电枢绕组回路并联。
对并励发电机俩说，是电机本身发出来的端电压供给励磁电流；对并励电动机来说励磁绕组与电枢绕组回路公用同一个电源，与他励电动机没有本质区别。
接线图如图2-1（b）所示。
2 串励直流电动机串励直流电动机的励磁绕组和电枢绕组回路串联，流过励磁绕组的电流即是电枢电流。
接线图如图2-1（c）所示。
3 复励直流电动机复励直流电动机的主磁极上装有两个励磁绕组，一个与电枢绕组回路并联，称为并励绕组；一个与电枢绕组串联，称为串联绕组。
复励有两种接线方式：一种是并励绕组与电枢绕组回路先并联后再与串励绕组相串联，接线图如图2-1（d）所示；另一种是串励绕组与电枢绕组回路串联后再与并励绕组并联。
三他励直流电动机的工作原理无论是他励还是自励，直流电动机的工作原理都相同。
其工作原理图如下：图3-1 直流电动机工作原理图如上图所示为最简单的直流电动机的原理图。
其换向器是由二片互相绝缘的半圆铜环（换向片）构成的，每一换向片都与相应的电枢绕组连接，与电枢绕组同轴旋转，并与电刷A、B相接触。
若电刷A是正电位，B是负电位，那么在N极范围内的转子绕组ab中的电流从a流向b，在S极范围内的转子绕组cd中的电流从c流向d。
转子载流导体在磁埸中要受到电磁力的作用，根据磁场方向和导体中的电流方向，利用电动机左手定则判断，如图中ab边受力方向是向左，而cd则向右。
由于磁场是对称的，导体中流过的又是相同的电流，所以ab 边和cd 边所受的电磁力的大小相等。
这样转子线圈上受到的电磁力 f 的作用而按逆时针方向旋转。
当线圈转到磁极的中性面时，线圈中的电流为零。
因此，电磁力也等于零。
但由于惯性的作用，线圈继续转动。
线圈转过半圈之后，虽然ab 与cd 的位置调换了，ab 转到S 极范围内，cd 转到N 极范围内，但是由于电刷和换向片的作用，转到N 极下的cd 边中的电流方向也变了，是从d 流向c ，在S 极下的ab 边中的电流，则从b 流向a 。
因此，电磁力f 的方向仍然不变，转子线圈仍按逆时针方向转动。
可见，分别在N ，S 极范围内的导体中的电流方向总是不变的。
因此，线圈二边受力方向也不变。
这样，线圈就可以按受力方向不停地旋转。
这就是直流电动机的工作原理，简单来说就是一句话：电流产生磁场，带电导体在磁场中受力。
四 他励直流电动机的机械特性和人为特性（一）他励直流电动机的机械特性直流电动机的机械特性：是在稳定运行情况下，电动机的转速与电磁转矩之间的关系，即n=f(T)。
1 他励直流电动机机械特性方程式机械特性方程式为：2a a E E T U R n T C C C =-ΦΦ还可以写成n=n0－βT=n0－Δn2 机械特性曲线由直流电动机的机械特性方程式可以作图画出他励直流电动机的机械特性曲线如下图4-1：图 4-1 他励直流电动机的机械特性曲线3 固有机械特性当他励直流电动机的电源电压、磁通为额定值，电枢回路未接附加电阻Rpa 时的机械特性称为固有机械特性，其特性方程为2aN aN E N E T N U R n T C C C =-ΦΦ由于电枢绕组的电阻aN R 阻值很小，而φN 值大，因此Δn很小，固有机械特性为硬特性。
(二)他励直流电动机的人为特性他励直流电动机的人为机械特性：人为地改变电动机气隙磁通φ、电源电压U 和电枢回路串联电阻Rpa 等参数，获得的机械特性。
1 改变Ra 时的他励直流电动机人为机械特性改变Ra 时，直流电动机的机械特性发生改变，首先其特性方程变为：2a pa a E E T R R U n T C C C +=-ΦΦ从而可以得到：1）理想空载转速0n 保持不变；2）机械特性的斜率β随Rpa 的增大而增大，特性曲线变软。
从而可以画出得到改变电阻Ra 时的人为特性曲线，如图4-2所示，从图中可以看出改变电阻Rpa大小，可以使电动机的转速发生变化，因此电枢回路串电阻可用于调速。
图 4-2 在电枢电路中串联Rpa 所得到的人为特性曲线2 改变电源电压时的人为机械特性改变电源电压时的人为机械特性方程为其特点为：1）理想空载转速n0正比于电压U ，U 下降时，n0成正比例减小；2）特性曲线斜率p 不变。
根据人为特性方程可以作图得到人为特性曲线，如图4-3所示，调节电压的一组人为机械特性曲线，它是一组平行直线。
因此，降低电源电压也可用于调速，U越低，转速越低。
图4-3 降低电源电压时的人为特性曲线 图4-4 改变励磁磁通时的人为特性曲线 3 改变励磁磁通时的人为机械特性改变励磁磁通时的人为机械特性方程式为2a a E E T U R n T C C C =-ΦΦ 从而由特性方程可以得到其特点是：1）理想空载转速与磁通成反比，减弱磁通φ，0n 升高；2）斜率β与磁通二次方成反比，减弱磁通使斜率增大。
由特性方程可以作图画出其人为特性曲线，如图4-4所示，为一组减弱磁通的人为机械特性曲线，随着φ减弱，0n 升高，曲线斜率变大。
若用于调速，则φ越小，转速越高。
五 他励直流电动机串电阻启动工作原理直流电动机的起动与别的电动机的起动不同，他励直流电动机不允许直接起动。
因为他励直流电动机电枢电阻Ra 阻值很小，额定电压下直接起动的起动电流很大，通常可达额定电流的10－20倍，起动转矩也很大。
过大的起动电流引起电网电压下降，影响其他用电设备的正常工作，同时电动机自身的换向器产生剧烈的火花。
而过大的起动转矩可能会使轴上受到不允许的机械冲击。
所以全压起动只限于容量很小的直流电动机。
考虑多方面可以得出可以采用电枢串联电阻启动这种方式。
在实际中，如果能够做到适当选用各级起动电阻，那么串电阻起动由于其起动设备简单、经济和可靠，同时可以做到平滑快速起动，因而得到广泛应用。