直流电动机原理总结
直流电机的工作原理
直流电机的工作原理
1、直流电动机的工作原理：
在图中，线圈连着换向片，换向片固定于转轴上，随电机轴一起旋转，换向片之间及换向片与转轴之间均相互绝缘，它们构成的整体称为换向器。
电刷A、B在空间上固定不动。
在电机的两电刷端加上直流电压，由于电刷和换向器的作用将电能引入电枢线圈中，并保证了同一个极下线圈边中的电流始终是一个方向，继而保证了该极下线圈边所受的电磁力方向不变，保证了电动机能连续地旋转，以实现将电能转换成机械能以拖动生产机械，这就是直流电动机的工作原理。
留意：每个线圈边中的电流方向是交变的。
2、直流发电机的工作原理：
如图，当用原动机拖动电枢逆时针方向旋转，线圈边将切割磁力线感应出电势，电势方向可据右手定则确定。
由于电枢连续旋转，线圈边ab、cd将交替地切割N极、S极下的磁力线，每个线圈边和整个线圈中的感应电动势的方向是交变的，线圈内的感应电动势是交变电动势，但由于电刷和换向器的作用，使流过负载的电流是单方向的直流电流，这始终流电流一般是脉动的。
在图中，电刷A所引出的电动势始终是切割N极磁力线的线圈边中的电动势，它始终具有正极性；电刷B始终具有负极性。
这就是直流发电机的工作原理。
3、电机理论的可逆性原理：
从基本电磁过程看，一台直流电机既可作为电动机运行，也可作为发电机运行，只是外界条件不同而已。
当外加直流电压，可作为拖动生产机械的电动机运行，将电能变换为机械能。
若用原动机拖动电枢旋转，可输出电能，为发电机运行，将机械能变换为电能。
直流电动机工作原理
直流电动机工作原理1. 概述直流电动机是一种常见的电动机类型，广泛应用于各种电动设备中。
它的工作原理是利用直流电流在电磁场中的相互作用，使得电动机产生旋转运动。
直流电动机通常由定子、转子和电刷组成。
2. 定子定子是直流电动机的固定部分，通常由铁芯和绕组组成。
绕组由导线缠绕在铁芯上，形成多个线圈，每个线圈都经过一段定子绕组。
当电流通过绕组时，会在定子中产生一个磁场。
3. 转子转子是直流电动机的旋转部分，通常由铁芯、电枢和电刷组成。
电枢由导线缠绕在铁芯上，形成多个线圈，每个线圈都经过一段转子绕组。
当电通入电枢时，电枢会在转子上产生一个磁场。
4. 电刷电刷是直流电动机中非常重要的组件，它通常由碳材料制成。
电刷与定子和转子的绕组相连，用于供应电流到转子的绕组上。
电刷通过与转子绕组接触，将电流传递到转子上，同时也负责转子绕组中电流的引导。
5. 工作原理直流电动机的工作原理可以简单描述为以下几个步骤：•步骤 1: 电流通过定子绕组，产生一个磁场。
•步骤 2: 电流通过电刷传递到转子绕组上，形成转子的磁场。
•步骤 3: 转子的磁场和定子的磁场相互作用，使得转子受到一个力的作用。
•步骤 4: 受到的力使得转子旋转。
•步骤 5: 转子旋转带动机械负载运动。
6. 工作原理详解在直流电动机中，电流在定子和转子的绕组之间形成一个相互作用的环路。
当电通入定子的绕组时，会在定子中产生一个磁场。
这个磁场通过定子的铁芯传导到外部。
同时，电刷将电流传递到转子的绕组上，形成了一个磁场。
由于转子上的磁场受到定子磁场的影响，两者之间形成了相互作用的力。
这个力被称为洛伦兹力，是由电流在磁场中的相互作用引起的。
洛伦兹力使得转子受到一个力的作用，从而产生旋转运动。
转子旋转的动力来自外部施加在转子上的机械负载。
通过调整电流的大小和方向，可以控制直流电动机的转速和转向。
电刷的设计和布局也对电机性能有一定影响。
7. 应用领域直流电动机由于其简单、可靠且易于控制的特点，在工业和家庭中得到广泛应用。
直流电动机实验原理
直流电动机实验原理引言直流电动机是一种将直流电能转换为机械能的电机。
它广泛应用于工业生产、交通运输、家用电器等领域。
本文将介绍直流电动机的实验原理，包括其工作原理、组成结构以及实验过程。
一、工作原理直流电动机的工作原理基于电磁感应和洛伦兹力。
当直流电流通过电动机的定子绕组时，产生的磁场与电动机的磁场相互作用，产生力矩使转子转动。
二、组成结构直流电动机主要由定子、转子和集电器三部分组成。
1. 定子：定子由绕组、磁极和铁芯构成。
绕组通电产生磁场，磁极将磁场集中在空间中。
2. 转子：转子由绕组和铁芯构成。
当定子磁场与转子绕组中的电流相互作用时，产生力矩使转子转动。
3. 集电器：集电器是连接电源和电动机绕组的部分，用于实现电流的正向传递。
三、实验过程进行直流电动机实验时，需要准备以下实验器材和材料：1. 直流电源：提供电流给电动机。
2. 直流电动机：用于转换电能为机械能。
3. 电流表和电压表：用于测量电动机的电流和电压。
4. 电阻器：用于调节电动机的负载。
5. 电线和连接器：用于连接电动机和电源。
实验步骤如下：1. 将直流电源连接到电动机的正负极。
2. 将电流表和电压表分别连接到电动机的电流和电压测量点上。
3. 打开直流电源，调节电阻器使电动机转速适中。
4. 分别记录电动机的电流和电压值。
5. 改变电阻器的阻值，观察电动机的转速变化，并记录相应的电流和电压值。
6. 分析实验结果，得出直流电动机的特性曲线。
四、实验结果与分析通过实验可以得到直流电动机的特性曲线，其中包括电流-转速曲线和电压-转速曲线。
这些曲线可以用来评估电动机的性能和效率。
在实验中，我们可以观察到当负载增加时，电动机的转速会下降，电流和电压也会相应增加。
这是因为在负载增加的情况下，电动机需要提供更大的力矩来克服负载的阻力，因此需要更多的电流和电压来保持转速稳定。
通过实验可以得出直流电动机的效率公式为：η = Pout / Pin，其中η表示效率，Pout表示输出功率，Pin表示输入功率。
直流电动机工作原理的简述
直流电动机工作原理的简述
直流电动机是利用直流电流通过电枢产生磁场，与永磁场相互作用而产生旋转力矩。
其工作原理可以分为电磁感应原理和电磁力原理两个方面。
1. 电磁感应原理：当直流电流通过电枢绕组时，在电枢绕组中产生磁场，这个磁场与永磁体的磁场相互作用。
根据左手定则，两个磁场的相互作用会产生一个力矩，使电枢转动。
当电枢转动时，可以通过电刷和换向器的作用，让直流电流的方向始终保持一致，从而保持转动。
2. 电磁力原理：当电枢绕组中的电流通过电枢绕组的导线时，在导线内部产生一个磁场。
在永磁场的作用下，这个磁场和永磁场相互作用，产生一个输出力，使电枢转动。
根据洛伦兹力定律，导线中的电流与磁场相互作用产生力的方向垂直于两者之间的夹角。
综上所述，直流电动机的工作原理是通过电流和磁场之间的相互作用产生力矩，从而使电枢转动。
同时通过合适的电刷和换向器的作用，保持直流电流的方向始终一致，使电机能够持续运转。
直流电动机实验原理
直流电动机实验原理直流电动机是一种将直流电能转化为机械能的设备。
它在工业生产、交通运输和家庭生活中都有广泛的应用。
本文将从直流电动机的原理、结构和工作过程三个方面进行介绍。
一、直流电动机的原理直流电动机的工作原理基于洛伦兹力和法拉第电磁感应定律。
当直流电流通过电动机中的线圈时，产生的磁场与电动机中的磁场相互作用，产生力矩使电动机转动。
这个过程可以用右手定则来描述：将右手的拇指、食指和中指分别指向磁场、电流和力矩的方向，那么这三个方向之间的关系就是直流电动机的工作原理。
二、直流电动机的结构直流电动机的主要结构包括定子、转子、电刷、换向器和机壳。
定子是固定的，由磁极和线圈组成。
转子是旋转的，由磁极和电刷组成。
电刷与换向器相连，用于改变电流的方向。
机壳起到保护电动机的作用，同时也是散热的重要组成部分。
三、直流电动机的工作过程直流电动机的工作过程可以分为励磁和运行两个阶段。
在励磁阶段，通过外部电源给定子线圈施加直流电流，产生磁场。
在运行阶段，通过换向器改变电流的方向，使线圈中的磁场与转子中的磁场相互作用，产生力矩使电动机转动。
同时，电刷与换向器的工作保证了电流的方向始终与转子的位置相匹配，从而使电动机保持连续转动。
直流电动机的工作原理决定了其有许多优点。
首先，直流电动机具有较高的起动转矩和转速调节范围，可以满足不同负载条件下的工作需求。
其次，直流电动机的效率较高，能够将电能转化为机械能的比例较高。
此外，直流电动机结构简单、可靠性高，维护和维修较为方便。
然而，直流电动机也存在一些缺点。
首先，直流电动机的换向器和电刷容易磨损，需要定期更换。
其次，直流电动机的电刷摩擦会产生火花，存在火灾和爆炸的安全隐患。
此外，直流电动机的成本较高，占用空间较大。
直流电动机是一种将直流电能转化为机械能的重要设备，广泛应用于各个领域。
通过了解直流电动机的原理、结构和工作过程，我们可以更好地理解其工作原理和特点，为其应用和维护提供指导。
直流电机 工作原理
直流电机工作原理直流电机是一种能够将电能转化为机械能的电动机。
它的工作原理是利用直流电流在电枢和磁极之间产生的磁场相互作用，使得电机转动。
下面将详细介绍直流电机的结构和工作原理。
一、直流电机的结构直流电机主要由以下几个部分组成：1. 电枢：电枢是直流电机的旋转部分，通常由导体绕成的线圈组成。
当电流通过电枢时，电枢会在磁场中旋转。
2. 磁极：磁极是直流电机的静止部分，通常由永磁体或者电磁铁组成。
磁极的作用是产生磁场，使得电枢在其中旋转。
3. 制动器：制动器可以控制电机的转速和停止。
当制动器接通时，它会对电枢产生阻力，减慢电机的转速或者停止电机运转。
4. 机壳：机壳是直流电机的外壳，通常由金属材料制成。
它的作用是保护电机内部的零件，同时也可以散热。
二、直流电机的工作原理直流电机的工作原理可以分为两个部分：电枢和磁极之间的相互作用和直流电源对电枢产生的作用力。
1. 电枢和磁极之间的相互作用当直流电源接通时，电流会通过电枢，使得电枢在磁场中旋转。
在旋转的过程中，电枢会不断地与磁极相互作用，产生一个力矩。
这个力矩会使得电枢继续旋转，直到力矩与制动器对电枢的阻力平衡。
2. 直流电源对电枢产生的作用力当直流电源接通时，它会对电枢产生一个作用力。
这个作用力可以通过洛仑兹力定律来计算。
洛仑兹力定律表明，当导体在磁场中运动时，会受到一个垂直于导体和磁场方向的力。
这个力就是洛仑兹力。
洛仑兹力的大小和方向取决于导体和磁场之间的夹角以及导体所携带的电荷量。
当导体与磁场平行时，洛仑兹力为零；当导体与磁场垂直时，洛仑兹力最大。
在直流电机中，当电枢旋转时，它会不断地与磁场相互作用，产生一个垂直于导体和磁场方向的力。
这个力会使得电枢继续旋转，直到力矩与制动器对电枢的阻力平衡。
三、总结直流电机是一种将电能转化为机械能的电动机。
它的工作原理是利用直流电流在电枢和磁极之间产生的磁场相互作用，使得电机转动。
直流电机主要由电枢、磁极、制动器和机壳等部分组成。
直流电动机工作原理
直流电动机工作原理直流电动机是一种将电能转换为机械能的装置，是现代工业中广泛应用的重要设备。
它的工作原理是利用电流在磁场中产生力矩，从而驱动电动机转动。
下面将详细介绍直流电动机的工作原理。
1. 磁场产生直流电动机通常由定子和转子两部分组成。
定子上设置有永久磁铁或电磁铁产生的磁场，而转子则由电枢和换向器组成。
当电流通过电枢时，电枢周围也会产生磁场。
这两个磁场之间会相互作用，从而产生力矩使电动机转动。
2. 电流作用当直流电源施加在电动机的电枢上时，电流会通过电枢产生磁场。
这个磁场会与定子上的磁场相互作用，产生力矩使转子开始转动。
根据洛伦兹力的原理，当电流通过导体时，导体会受到磁场力的作用，从而产生力矩。
这个力矩会使转子转动，驱动电动机的工作。
3. 换向器的作用在直流电动机中，为了使电流的方向与转子的位置相适应，通常需要使用换向器。
换向器可以改变电流的方向，使得转子在不同位置时，能够产生持续的力矩驱动转动。
换向器的设计和工作原理对于直流电动机的性能和效率有着重要的影响。
4. 转子的运动当电流通过电枢产生力矩使转子开始转动时，转子上的换向器会不断地改变电流的方向，从而使得转子能够持续地转动。
这种连续的转动使得电动机能够持续地输出机械能，从而完成各种工业生产中的任务。
5. 调速和控制直流电动机可以通过改变电枢上的电流大小来实现调速和控制。
通过改变电流的大小，可以改变电动机输出的力矩和转速，从而适应不同的工作要求。
这种调速和控制的特性使得直流电动机在工业生产中具有很大的灵活性和适用性。
总结直流电动机的工作原理是利用电流在磁场中产生力矩，从而驱动电动机转动。
通过永磁体或电磁体产生的磁场和电枢产生的磁场相互作用，使得电动机能够输出持续的机械能。
换向器的作用是使得电流的方向与转子的位置相适应，从而实现持续的转动。
直流电动机具有调速和控制的特性，适用于各种不同的工业生产需求。
直流电机电动机的结构与工作原理
直流电机电动机的结构与工作原理直流电机（直流电动机）的结构与工作原理直流电机是一种经常被使用的电动机类型，它通过电流的流动产生机械运动。
本文将详细介绍直流电机的结构与工作原理。
一、直流电机的结构直流电机由以下几个主要部分组成：1. 定子（Stator）：定子是由一组绕组和磁场构成的，它通常是由永磁体或允许通电的绕组构成。
定子的结构和性质直接决定了电机的输出性能。
2. 转子（Rotor）：转子是由一组导体和磁极构成的，它可以旋转在定子的磁场中。
转子通常由铁心、铜线和轴承组成，它的旋转产生了机械能。
3. 磁极（Magnetic Pole）：磁极是直流电机中的主要磁场源，它由永磁体或电磁体构成。
磁极的极性决定了电机的旋转方向与运行效果。
4. 刷子（Brush）：刷子是与转子导体接触的装置，它通常由碳或者铜制成。
刷子的功能是在电机运行过程中，将电流传递给转子导体，使得转子能够继续旋转。
5. 端盖（End Cap）：端盖位于电机的两端，它的主要作用是固定转子轴承和导线等部件，同时防止灰尘和杂质进入电机内部。
6. 轴承（Bearing）：轴承通常由金属滚珠或滑动材料组成，它负责在转子旋转时提供支撑和减小摩擦。
二、直流电机的工作原理直流电机的工作原理可归纳为施加力矩和生成电动势两个方面。
1. 施加力矩：当电流通过定子绕组时，定子绕组会受到洛仑兹力的作用。
根据左手定则，这个力会使得定子绕组和转子之间产生一个力矩，从而转动转子。
2. 生成电动势：当直流电机运转时，转子上的导线会切割磁场线，产生感应电动势。
根据法拉第电磁感应定律，这个电动势的方向与电机的旋转方向相反。
同时，刷子将电流传递给转子，保证了电磁力的持续产生。
三、直流电机的工作过程直流电机的工作可以简要概括为以下步骤：1. 施加电源：将直流电源的正负极分别连接到电机的刷子位置，使得电流能够流经定子绕组。
2. 产生磁场：根据电流的方向，定子绕组产生的磁场与转子磁极之间形成相互作用力，从而使转子开始旋转。
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直流电动机原理及应用
直流电机控制6字原则: 启动 调速 制动
直流电动机原理部分
一、 电枢中的感应电动势
电枢通入电流后，产生电磁转矩，使电机在磁场中转动起来。
通电线圈在磁场中转动，又会在线圈中产生感应电动势（用E 表示）。
根据右手定则知，反电动势E 和原通入的电流方向相反，其大小为：
Ke ：与电机结构有关的常数、Φ为励磁磁通
二、电枢绕组中电压的平衡关系
以上两公式反映的概念：
(1)电枢反电动势的大小和磁通、转速成正比，若想改变E ，只能改变Φ 或 n 。
(2)若忽略绕组中的电阻R a ，则U ≈ ,可见，当外加电压一定时，电机转速和磁通成反比，通过改变Φ 可调速。
n
K E E φ=a
a R I E U +=U ：外加电压
E
–n K E E φ=
三、电磁转矩
由转矩公式可知：
(1)产生转矩的条件：必须有励磁磁通和电枢电流。
(2)改变电机旋转的方向：改变电枢电流的方向或者改变磁通的方向。
四、转矩平衡关系
电磁转矩T为驱动转矩，在电机运行时，必须和外加负载和空载损耗的阻转矩相平衡，即
TL：负载转矩
T0 ：空载转矩
转矩平衡过程：当负载转矩（TL）发生变化时，通过电机转速、电动势、电枢电流的变化，电磁转矩自动调整，以实现新的平衡。
例：设外加电枢电压U 一定，T=TL+ T0(平衡)，这时，若–TL突然增加，则调整过程为：
五、运动控制系统的基本运动方程（忽略阻尼转矩和扭转弹性转矩）
GD²——转动惯性，习惯称飞轮转矩（N.m²）
T e ——电磁转矩（N.m）
T L ——负载转矩（N.m）
a ——加速度
六、机械特性
机械特性指的是电机的电磁转矩和转速间的关系，下边以他励电机为例说明。
他励电动机和并励电动机的特性一样。
Φ为励磁磁通
a
T
ΦI
K
T=
T
T
T
L
+
=
a
T
E
a
a
ΦI
K
T
Φn
K
E
R
I
E
U
=
=
+
=
T
Φ
K
K
R
Φ
K
U
n
E
T
a
E
2
-
=
即 ，其中
直流电机通过以下（人为特性）三种方法为依据进行调速
直流电动机特性类型的选择:
ΦK U
n E =0T Φ
K K R n E T a 2
=∆n
n n ∆-=0
(1) 恒转矩的生产机械(TL 一定，和转速无关）要选硬特性的电动机，如： 金属加工、起重机械等。
(2) 恒功率负载（P 一定时，T 和 n 成反比），要选软特性电机拖动。
如：电气机车等。
直流电动机应用部分（启动、制动、调速）
一、直流电机启动
1、启动时,n= 0 → Ea=0，若加入额定电压，则
Iast 太大会使换向器产生严重的火花，烧坏换向器。
一般Iast 限制在(2-2.5)IaN 内。
2、限制Iast 的措施：
（1）启动时在电枢回路串电阻。
（2）启动时降低电枢电压。
3、直流机在启动和工作时，励磁电路一定要接通，不能让它断开，而且启动时要满励磁。
否则，磁路中只有很少的剩磁，可能产生以下事故：
（1）若电动机原本静止，由于电磁转矩 T = K T Φ Ia ，而 Φ→0 ，电机将不能启
动，因此，反电动势为零，电枢电流会很大，电枢绕组有被烧毁的危险。
（2）如果电动机在有载运行时磁路突然断开， 则E ↓↓，Ia ↑↑，T 和 Φ↓↓，
可能不满足TL 的要求，电动机必将减速或停转，使Ia 更大，也很危险。
（3）如果电机空载运行，可能造成飞车。
Φ ↓ → E ↓ →Ia ↑ →T ↑>> T 0 → n ↑飞车 措施：
他励直流电动机一定要有失磁保护。
一般在励磁绕组加失压继电器或欠流继电器。
当失压或欠流时，自动切断电枢电源U 。
反转：电动机的转动方向由电磁力矩的方向确定。
改变直流电机转向的方法： （1）改变励磁电流的方向。
（2）或改变电枢电流的方向。
二、直流电机制动
aN
a
N
ast
I R U I >>=
制动的所采用的方法： 反接制动、能耗制动、发电回馈制动
（1） 反接制动 — 电阻 R 的作用是限制电源反接制动时电枢的电流过大。
（2）能耗制动 — 电枢断电后立即接入一个电阻。
停车时，电枢从电源断开,接到电阻上，这时：由于惯性电枢仍保
持原方向运动，感应电动势方向也不变，电动机变成发电机，电枢电流的方向与感应电动势相同，从而电磁转矩与转向相反，起制动作用。
(3) 发电回馈制动
特殊情况下，例如汽车下坡时、吊车重物下降时，在重力的作用下 n >n0 （ n0理想空载转速），这时电动机变成发电机，电磁转矩成为阻转矩，从而限制电机转速过分升高
三、 直流电机调速（见直流电机的调速PPT 文档）
1、电力拖动系统的调速: 1)机械调速; 2)电气调速
2、他励电动机的转速公式：
3、电气调速方法：1）调压调速；
2）电枢回路串电阻调速； 3）调磁调速 4、调速指标
f
制动
运行
制动 Φ
+-=
e s a a C R R I U n )(min
max
n n
D =
1) 调速范围D ：
2) 静差率（相对稳定性）δ%：指负载变化时，转速变化的程度，转速变化小，稳定性好。
δ%越小，相对稳定性越好； δ%与机械特性硬度和n 0有关。
D 与δ%相互制约：
δ越小，D 越小，相对稳定性越好；在保证一定的δ指标的前提下，要扩大D ，须减少Δn ，即提高机械特性的硬度。
3）调速的平滑性：
在一定的调速范围内，调速的级数越多，调速越平滑。
相邻两级转速之比，为平滑系数 ：
平滑系数越接近1，平滑性越好，当等于1时，称为无级调速，即转速可以连续调节。
调速不连续时，级数有限，称为有级调速。
4）调速的经济性：主要指调速的投资、运行效率及维修费用等。
5、调速方法及优缺点
%
100%100%000⨯∆=⨯-=n n n n n N
N δ)
1(max max min 0max min max δδδ
-∆=
∆-∆=∆-==N N
N N n n n n n n n n n n D 1
-=
i i n n ϕ
六、调速方式与负载类型的配合
2014-2-3。