直流电动机工作原理
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。
简述直流电动机和发电机的工作原理
简述直流电动机和发电机的工作原理
直流电动机和发电机都是基于法拉第电磁感应定律的原理工作的。
直流电动机的工作原理：当直流电流通过电动机中的线圈时，会在线圈周围形成磁场。
这个磁场与电动机内的永磁体磁场相互作用，产生力矩，使电动机转动。
具体来说，电流通过线圈时，线圈中的电荷受力开始旋转，线圈也会旋转，从而带动电动机的转子转动。
进而驱动与转子相连的机械装置完成工作。
发电机的工作原理：当一个导体通过磁场运动时，磁场会对导体内的自由电子施加一个力，使之移动，从而导致电子在导体两端产生电压。
这个现象称为电磁感应。
具体来说，当发电机的转子旋转时，导线在磁场中运动，电磁感应引起导线两端产生电势差，即电压。
通过连接导线两端的电荷就可以流动，产生电流。
这样就实现了将机械能转化为电能的过程。
总结起来，直流电动机是将电能转化为机械能的装置，而发电机则是将机械能转化为电能的装置。
它们都利用了电磁感应现象，通过磁场和电流之间的相互作用实现能量转换。
直流电机工作原理
直流电机工作原理直流电机是一种将直流电能转化为机械能的装置。
它是由一个固定部分（定子）和一个旋转部分（转子）组成的。
当电流通过定子线圈时，会在定子中产生一个磁场。
而当磁场与转子上的磁场相互作用时，就会产生一个电力矩，推动转子旋转。
直流电机的工作原理可以分为以下几个方面来说明：1.磁场产生：当直流电流通过定子线圈时，会在定子内部产生一个磁场。
这是因为电流通过线圈时，会在线圈周围产生一个磁场。
而由于定子线圈是直接与电源相连的，因此它会持续地产生磁场。
2.磁场与转子相互作用：转子上有一个磁场。
当转子与定子中的磁场相互作用时，就会产生一个电力矩。
这是因为两个磁场之间会相互吸引或排斥，从而产生一个力矩作用在转子上。
3.反向作用力：当转子开始转动时，它会产生一个逆向的电动势，也就是所谓的自感电势。
这个电动势会抵消部分输入电流，从而减少了电流在定子线圈上的流动，进而减小了定子产生的磁场。
4.固定磁场方向：为了确保转子始终朝向磁场运动，直流电机在定子中使用了一个永久磁体。
这个永久磁体在定子中产生一个固定的磁场，确保转子在该磁场方向上运动。
5.制动和调速：直流电机可以通过改变输入电流来调节转速。
当增加电流时，定子内部的磁场将会变强，从而增大了电力矩。
反之，当降低电流时，定子内部的磁场将会变弱，进而减小了电力矩。
通过这种方式，可以实现对直流电机的调速。
直流电机的工作原理可以通过施加电流和控制磁场来实现。
通过改变电流的大小和方向，可以控制转子的转动方向和速度。
这使得直流电机在许多应用中非常有用，例如在电动汽车和工业机械等领域。
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。
直流电动机工作原理
直流电动机工作原理
直流电动机工作原理其实是利用了电磁力的作用。
它由定子和转子组成。
定子是由一个或多个线圈组成的，通过外界直流电源供电，形成一个恒定的磁场。
转子则是由一组永磁体或电磁铁组成，它与定子的磁场相互作用，从而产生电磁力。
当转子处于初动阶段时，因为永磁体受到磁场的作用，转子会受到励磁力的作用而开始旋转。
但是在开始阶段，因为电动机的转动还不稳定，所以需要某种方式来控制电流，以保持电动机的稳定工作。
通常情况下，人们会采用直流电机的可变电压控制，通过调节电源的电压来使电动机在不同的负载下保持稳定的旋转速度。
直流电动机的旋转速度与电动机的电压成正比，也与电磁力的大小成正比。
通过改变电流的方向和大小，可以改变磁场的方向和大小，从而控制电动机的速度和转向。
这也是为什么直流电动机可以实现正反转的原因。
总结来说，直流电动机的工作原理是通过利用定子和转子之间的相互作用，以及通过控制电流和磁场的方向和大小来实现旋转运动。
这种工作原理使得直流电动机在许多领域中被广泛应用，如工业生产、交通工具等。
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。
电动机的工作原理
电动机的工作原理
电动机的工作原理是利用电能产生磁场，然后通过磁场间的相互作用来实现机械运动。
电动机主要有直流电动机和交流电动机两种类型。
1. 直流电动机的工作原理：
直流电动机分为定子绕组和转子绕组。
定子绕组产生磁场，当通直流电时，定子绕组产生固定极性的磁场。
转子通直流电在磁场中受力，于是转子在磁场中受力就旋转起来。
直流电机的构造复杂，造价高。
2. 交流电动机的工作原理：
交流电机是磁场旋转运动，而导体不动。
通入交流电后，定子绕组产生旋转磁场，转子导体在磁场中切割磁力线产生感应电动势，根据右手定则，转子导体受到电磁力作用而旋转。
交流电机的功率范围大，可以做到很大的功率和惯量，最高转动速度低，适合做低速平稳运行的应用。
总之，电动机的工作原理是利用电磁感应和磁场相互作用来实现机械运动，从而将电能转化为机械能。
不同类型的电动机在具体实现上有所不同，但本质都是通过磁场和电流的相互作用来完成能量转换。
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7.2.2 直流电动机工作原理与结构图7-4 直流电动机模型图7-4是一个最简单的直流电动机模型。
在一对静止的磁极N和S之间，装设一个可以绕Z-Z'轴而转动的圆柱形铁芯，在它上面装有矩形的线圈abcd。
这个转动的部分通常叫做电枢。
线圈的两端a和d分别接到叫做换向片的两个半圆形铜环1和2上。
换向片1和2之间是彼此绝缘的，它们和电枢装在同一根轴上，可随电枢一起转动。
A 和B是两个固定不动的碳质电刷，它们和换向片之间是滑动接触的。
来自直流电源的电流就是通过电刷和换向片流到电枢的线圈里。
图7-5 换向器在直流电机中的作用当电刷A和B分别与直流电源的正极和负极接通时，电流从电刷A流入，而从电刷B流出。
这时线圈中的电流方向是从a流向b，再从c流向d。
我们知道，载流导体在磁场中要受到电磁力，其方向由左手定则来决定。
当电枢在图7-5（a）所示的位置时，线圈ab边的电流从a流向b，用表示，cd边的电流从c流向d，用⊙表示。
根据左手定则可以判断出，ab边受力的方向是从右向左，而cd边受力的方向是从左向右。
这样，在电枢上就产生了反时针方向的转矩，因此电枢就将沿着反时针方向转动起来。
当电枢转到使线圈的ab边从N极下面进入S极，而cd边从S极下面进入N极时，与线圈a端联接的换向片1跟电刷B接触，而与线圈d端联接的换向片2跟电刷A接触，如图7-5（b）所示。
这样，线圈的电流方向变为从d流向c，再从b流向a，从而保持在N极下面的导体中的电流方向不变。
因此转矩的方向也不改变，电枢仍然按照原来的反时针方向继续旋转。
由此可以看出，换向片和电刷在直流电机中起着改换电枢线圈中电流方向的作用。
直流电机工作原理和结构一、直流电机工作原理* 直流发电机的工作原理* 直流电动机的工作原理* 电机的可逆运行原理两个定理与两个定则1、电磁感应定理在磁场中运动的导体将会感应电势，若磁场、导体和导体的运动方向三者互相垂直，则作用导体中感应的电势大小为： e = B·l·v电势的方向用右手定则2.电磁力定律载流导体在磁场中将会受到力的作用，若磁场与载流导体互相垂直(见下图)，作用在导体上的电磁力大小为：f = B·l·i符号物理量单位i 导体中的电流 Al 导体有效长度mf 电磁力N力的方向用左手定则（一）直流发电机的工作原理1.直流发电机的原理模型2.发电机工作原理a、直流电势产生用电动机拖动电枢使之逆时针方向恒速转动，线圈边a b 和c d 分别切割不同极性磁极下的磁力线，感应产生电动势直流发电机的工作原理就是把电枢线圈中感应产生的交变电动势，靠换向器配合电刷的换向作用，使之从电刷端引出时变为直流电动势因为电刷A 通过换向片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。
所以电刷A 始终有正极性，同样道理，电刷B 始终有负极性。
所以电刷端能引出方向不变但大小变化的脉动电动势b、结论线圈的感应电动势是一种交变电动势，而在电刷A B 端的电动势却是直流电动势。
（二）直流电动机的工作原理1.直流电动机的原理模型（图1.1.5）直流电动机的工作原理要使电枢受到一个方向不变的电磁转矩，关键在于：当线圈边在不同极性的磁极下，如何将流过线圈中的电流方向及时地加以变换，即进行所谓“换向”。
为此必须增添一个叫做换向器的装置，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，就可以使电动机能连续的旋转,这就是直流电动机的工作原理（三）电机的可逆运行原理从上述基本电磁情况来看：一台直流电机原则上既可以作为电动机运行,也可以作为发电机运行,这种原理在电机理论中称为可逆原理二、直流电机的结构旋转电机结构形式, 必须有满足电磁和机械两方面要求的结构旋转电机必须具备静止和转动两大部分1.直流电机静止部分称作定子作用-- 产生磁场由主磁极、换向极、机座和电刷装置等组成2.直流电机转动部分称作转子(通常称作电枢)作用-- 产生电磁转矩和感应电动势由电枢铁心和电枢绕组、换向器、轴和风扇等组成直流电机电枢照片(一) 直流电机的静止部分1.主磁极是一种电磁铁，用1-1.5 毫米厚的钢板冲片叠压紧固而成的铁心2.换向极（又称附加极或间极）作用-- 改善换向换向极装在两主磁极之间，也是由铁心和绕组构成铁心一般用整块钢或钢板加工而成；换向极绕组与电枢绕组串联图1.1.11 主磁极和换向极示意图3.机座机座通常由铸铁或厚铁板焊成，有两个作用：固定主磁极、换向极和端盖；作为磁路的一部分。
机座中有磁通经过的部分称为磁轭4.电刷装置(图1.1.12)作用--把直流电压、直流电流引入或引出由电刷（图1.1.13）、刷握、刷杆座和铜丝辫组成二) 直流电机的转动部分1.电枢铁心两个用处：[电枢铁心装配图（图1.1.14 ）]作为主磁路的主要部分；嵌放电枢绕组，通常用０.５ｍｍ厚的硅钢片冲片叠压而成2.电枢绕组直流电机的主要电路部分，用以通过电流和感应产生电动势以实现机电能量转换，由许多按一定规律联接的线圈组成，元件及嵌放方法（图1.1.16）3.换向器直流电机的重要部件，作用---将电刷上所通过的直流电流转换为绕组的交变电流或将绕组的交变电动势转换为电刷端上的直流电动势换向器的构造直流电动机工作原理与结构直流电动机工作原理与结构图1 直流电动机模型图1是一个最简单的直流电动机模型。
在一对静止的磁极N和S之间，装设一个可以绕Z-Z'轴而转动的圆柱形铁芯，在它上面装有矩形的线圈abcd。
这个转动的部分通常叫做电枢。
线圈的两端a和d分别接到叫做换向片的两个半圆形铜环1和2上。
换向片1和2之间是彼此绝缘的，它们和电枢装在同一根轴上，可随电枢一起转动。
A和B是两个固定不动的碳质电刷，它们和换向片之间是滑动接触的。
来自直流电源的电流就是通过电刷和换向片流到电枢的线圈里。
图2 换向器在直流电机中的作用当电刷A和B分别与直流电源的正极和负极接通时，电流从电刷A流入，而从电刷B流出。
这时线圈中的电流方向是从a流向b，再从c流向d。
我们知道，载流导体在磁场中要受到电磁力，其方向由左手定则来决定。
当电枢在图7-5（a）所示的位置时，线圈ab边的电流从a流向b，用表示，cd边的电流从c流向d，用⊙表示。
根据左手定则可以判断出，ab边受力的方向是从右向左，而cd边受力的方向是从左向右。
这样，在电枢上就产生了反时针方向的转矩，因此电枢就将沿着反时针方向转动起来。
当电枢转到使线圈的ab边从N极下面进入S极，而cd边从S极下面进入N极时，与线圈a端联接的换向片1跟电刷B接触，而与线圈d端联接的换向片2跟电刷A接触，如图2（b）所示。
这样，线圈的电流方向变为从d流向c，再从b流向a，从而保持在N极下面的导体中的电流方向不变。
因此转矩的方向也不改变，电枢仍然按照原来的反时针方向继续旋转。
由此可以看出，换向片和电刷在直流电机中起着改换电枢线圈中电流方向的作用。
图1所示的直流电动机，只有一匝线圈，它所受到的电磁力是很小的，而且有较大的脉动。
如果由直流电源流入线圈的电流大小不变，磁极磁密在垂直于导体运动方向的空间按正弦规律分布，电枢为匀速转动时，此电机有电流和磁场产生的电磁转矩随时间变化的波形，如图3所示。
由图可以看出，转矩是变化的，除了平均转矩外，还包含着交变转矩。
为了克服这些缺点，实际的电动机都是由很多匝线圈组成，并且按照一定的联接方法分布在整个电枢表面上，通常称为电枢绕组。
随着线圈数目的增加，换向片的数目也相应地增多，由许多换向片组合起来的整体叫做换向器。
图3 平均电磁转矩的产生由上可知，直流电动机工作时，首先需要建立一个磁场，它可以由永久磁铁或由直流励磁的励磁绕组来产生。
由永久磁铁构成磁场的电动机叫永磁直流电动机。
对由励磁绕组来产生磁场的直流电动机，根据励磁绕组和电枢绕组的联接方式的不同，分为他励电动机、并励电动机、串励电动机、复励电动机。
他励电动机是电枢与励磁绕组分别用不同的电源供电，如图4（a）所示，永磁直流电动机也属于这一类。
并励电动机是指由同一电源供电给并联着的电枢和励磁绕组，如图4（b）所示。
串励电动机的励磁绕组和电枢绕组相串联，串励绕组过的电流和电枢绕组的电流大小相等，如图4（c）所示。
复励电动机是既有并励绕组又有串励绕组，并励绕组和串励绕组的磁势可以相加，也可以相减，前者称为积复励，后者称为差复励，如图4（d）所示。
图4 直流电动机按励磁分类接线图（a）他励（b）并励（c）串励（d）复励直流电动机工作原理与结构近几十年来，随着永磁材料的发展，尤其是稀土永磁的相继问世，其磁性能有了很大提高。
与电励磁电机相比，永磁电机，特别是稀土永磁电机具有结构简单，运行可靠；体积小，重量轻；损耗小，效率高；电机的形状和尺寸可以灵活多样等显著优点。
本节主要叙述串励式双转直流电动机。
1-前支承2－磁系统线圈3－后支承4－电枢5－轴承图5 电动机原理结构1-转子轴承2－滑环3－换向器电刷4－磁系统5－电枢6－磁系统轴承7－外轴8－轴9－磁绕组10－壳体11－换向器12－滑环电刷图6 电动机结构简图图5所示。
电动机装在支承座或壳体，电动机在其上转动。
而电动机通过支承座（或壳体）固定.电动机本体由磁系统、转子（电枢）、换向器、电刷等组成。
图4是有外壳的串励式电动机剖面简图。
磁系统是用以产生磁场的，当电枢的磁通在此磁场相互作用时，产生作用力矩及反作用力矩，使电枢和磁系统转动，并且二者转动方向相反。
磁系统由铁心和激磁绕组组成。
磁系统有主磁极和辅助磁极两部分。
主磁极的作用是产生磁场，磁极的磁通即由绕在其上的绕组线圈所产生。
辅助磁极的功用是产生补充磁通，以改善换向性能。
因为当电枢绕组中的线圈电流在换向时，与线圈相联的换向片同电刷之间会产生火花。
为了减少火花，改善换向性能，通常在两主极之间均装有一辅助磁极，也可称换向磁极。
电枢也是用来产生磁通的，它由电枢铁心和绕组线圈组成。
电枢铁心作为磁的通路及嵌放电枢绕组之用。
当电枢在磁场中旋转时，铁心中的磁通方向不断变化，因而也会产生涡流及磁滞损耗，为了减少涡流损耗，电枢铁心一般用0.5或0.35mm厚的涂有绝缘漆的硅钢片迭压而成。
电枢绕组是由许多个完全相同的绕组元件按一定的规律联接起来所组成。
绕组元件一般就是一个线圈，它的两个线端分别接到换向器的两个换向片上，各元件是在换向片上相互联接起来的。
换向器是电动机的整流部分，它是用来向旋转电枢供电和向各段绕组分配电流的。
电枢绕组流过的是交变电流，而外电路是直流电，换向器即是将电源提供的直流电转换为电枢绕组中的交变电流，使电动机工作时始终按一个方向连续旋转。
电刷是用以将转动的磁系统和电枢与外线路过程回路系统。
鱼雷双转电动机有两组电刷。
一组与滑环接触，滑环与磁系统一起转动，而电刷固定不动。