直流电动机的概述
一、引言
直流电动机(DC motor)是一种将电能转换为机械能的设备，它广泛应
用于工业生产、交通运输、家用电器等领域。直流电动机具有结构简单、转速范围广、启动和调速性能优良等特点，因此在各个行业中都
有着重要的地位。
二、直流电动机的分类
1.永磁直流电动机(PMDC motor)
永磁直流电动机是利用永磁体产生磁场，与线圈之间的交互作用来实
现转动。它具有结构简单、体积小巧、响应快速等特点，广泛应用于
家用电器和办公设备中。
2.分别励磁直流电动机(SEDC motor)
分别励磁直流电动机是通过外部励磁源提供励磁电流来产生旋转力矩。它具有高效率、高功率密度等优点，被广泛应用于工业生产领域。
3.串联励磁直流电动机(SERDC motor)
串联励磁直流电动机是将线圈和外部励磁源串联在一起，通过线圈和外部励磁源的电流之和来产生旋转力矩。它具有启动扭矩大、转速范围广等特点，被广泛应用于电动车、电动工具等领域。
4.并联励磁直流电动机(PERDC motor)
并联励磁直流电动机是将线圈和外部励磁源并联在一起，通过线圈和外部励磁源的电流之差来产生旋转力矩。它具有高效率、高功率密度等优点，被广泛应用于工业生产领域。
三、直流电动机的结构
直流电动机由定子和转子两部分组成。定子包括铁芯、线圈和端盖等组件，它们固定在外壳内。转子由铁芯、线圈和轴等组件构成，可以在定子内自由旋转。
四、直流电动机的工作原理
1.运行时
当直流电源施加到线圈上时，线圈内会产生一个旋转磁场。这个旋转
磁场与永久磁体(永磁直流电动机)或者外部励磁源(分别励磁/串联励磁/并联励磁直流电动机)之间会发生相互作用，从而产生一个旋转力矩，使转子开始旋转。
2.启动时
在启动时，由于线圈内没有电流，因此没有旋转磁场。为了使电机启动，需要通过外部的助力器(如起动电阻)来产生一个初始的旋转磁场。当转子开始旋转后，助力器逐渐减小或消失。
五、直流电动机的应用
1.家用电器：吸尘器、搅拌机、风扇等。
2.交通运输：汽车、飞机、火车等。
3.工业生产：机床、水泵、风机等。
4.其他领域：医疗设备、船舶等。
六、直流电动机的优缺点
1.优点
(1) 转速范围广：可以通过调整电源电压或者改变励磁方式来实现不同的转速控制。
(2) 启动和调速性能优良：启动扭矩大，调速范围广。
(3) 结构简单：由于只需要一对线圈和一个永久磁体或者外部励磁源，因此结构简单易于制造和维修。
2.缺点
(1) 电刷磨损：由于转子需要通过电刷和集电环与线圈连接，因此会产生一定的磨损。
(2) 电磁干扰：由于直流电动机在运行时会产生较强的电磁场，因此容易对周围的设备产生干扰。
(3) 能量损失：由于直流电动机需要通过外部励磁源提供励磁电流，因此会产生一定的能量损失。
直流电动机的概述 一、引言 直流电动机(DC motor)是一种将电能转换为机械能的设备，它广泛应 用于工业生产、交通运输、家用电器等领域。直流电动机具有结构简单、转速范围广、启动和调速性能优良等特点，因此在各个行业中都 有着重要的地位。 二、直流电动机的分类 1.永磁直流电动机(PMDC motor) 永磁直流电动机是利用永磁体产生磁场，与线圈之间的交互作用来实 现转动。它具有结构简单、体积小巧、响应快速等特点，广泛应用于 家用电器和办公设备中。 2.分别励磁直流电动机(SEDC motor) 分别励磁直流电动机是通过外部励磁源提供励磁电流来产生旋转力矩。它具有高效率、高功率密度等优点，被广泛应用于工业生产领域。
3.串联励磁直流电动机(SERDC motor) 串联励磁直流电动机是将线圈和外部励磁源串联在一起，通过线圈和外部励磁源的电流之和来产生旋转力矩。它具有启动扭矩大、转速范围广等特点，被广泛应用于电动车、电动工具等领域。 4.并联励磁直流电动机(PERDC motor) 并联励磁直流电动机是将线圈和外部励磁源并联在一起，通过线圈和外部励磁源的电流之差来产生旋转力矩。它具有高效率、高功率密度等优点，被广泛应用于工业生产领域。 三、直流电动机的结构 直流电动机由定子和转子两部分组成。定子包括铁芯、线圈和端盖等组件，它们固定在外壳内。转子由铁芯、线圈和轴等组件构成，可以在定子内自由旋转。 四、直流电动机的工作原理 1.运行时 当直流电源施加到线圈上时，线圈内会产生一个旋转磁场。这个旋转
磁场与永久磁体(永磁直流电动机)或者外部励磁源(分别励磁/串联励磁/并联励磁直流电动机)之间会发生相互作用，从而产生一个旋转力矩，使转子开始旋转。 2.启动时 在启动时，由于线圈内没有电流，因此没有旋转磁场。为了使电机启动，需要通过外部的助力器(如起动电阻)来产生一个初始的旋转磁场。当转子开始旋转后，助力器逐渐减小或消失。 五、直流电动机的应用 1.家用电器：吸尘器、搅拌机、风扇等。 2.交通运输：汽车、飞机、火车等。 3.工业生产：机床、水泵、风机等。 4.其他领域：医疗设备、船舶等。 六、直流电动机的优缺点 1.优点
直流电动机的概述 1. 什么是直流电动机 直流电动机是一种将直流电能转化为机械能的装置。它通过直流电源提供的电流产生旋转力，驱动机械运动。直流电动机广泛应用于工业、交通和家庭设备中，具有高效率、精确控制和稳定性等优势。 2. 直流电动机的工作原理 直流电动机主要由电流产生装置、旋转部分和定位部分组成。电流产生装置通常是采用直流电源或电池，通过接通电路提供电流。电流经过旋转部分（由电枢和永磁体组成）和定位部分（由电枢和永磁体之间的磁场相互作用产生转矩）后，产生旋转力。 3. 直流电动机的类型 直流电动机根据其结构和工作原理的不同，可以分为多种类型。常见的直流电动机包括： 3.1 刷型直流电动机 刷型直流电动机是最为常见的一种直流电动机。它由电枢、磁极和刷子组成。电流通过电枢产生磁场，与电磁铁的磁场相互作用产生转矩，从而驱动电机旋转。 3.2 无刷直流电动机 无刷直流电动机是近年来发展起来的一种新型直流电动机。它消除了传统电刷和电枢之间的摩擦，并通过电子元器件实现对电流和转矩的精确控制。 3.3 混合型直流电动机 混合型直流电动机是刷型直流电动机和步进电动机的结合体。它集两者的优势于一身，具有较高的转矩密度和精确的位置控制能力。
4. 直流电动机的优点 与交流电动机相比，直流电动机具有以下优势： 4.1 高效率 直流电动机在能量转换过程中损耗较少，具有较高的能量利用率。这使得直流电动机在能源消耗和成本控制方面更具优势。 4.2 精确控制 直流电动机可以通过改变电流大小和方向来实现精确的转矩和速度控制。这对于需要高精度位置控制的应用非常重要，例如机器人、自动化设备等。 4.3 起动扭矩大 直流电动机具有较高的起动扭矩，适用于需要瞬时大功率输出的场合，如电动汽车、起重机等。 4.4 可逆性 直流电动机的旋转方向可以通过改变电流的方向来调节。这使得直流电动机在需要频繁反向运动的应用中非常有用，如卷筒机、搅拌机等。 5. 直流电动机的应用 直流电动机由于其优异的性能，在各个领域都有广泛的应用，包括但不限于： 5.1 工业自动化 直流电动机在工业自动化设备中广泛应用，如机床、输送机、风机等。其高效率和精确控制能力可以提高生产效率和品质。 5.2 交通工具 直流电动机被广泛应用于交通工具，如电动汽车、电动自行车、电动滑板车等。它们具有高效、环保和节能等优点。
1.1.1直流电机的主要结构： 直流电机由静止的部分定子和旋转的部分转子两大部分构成： 1、定子部分：定子包括机座、主磁极、换向极和电刷装置等。 1）主磁极：在大多数直流电机中，主磁极是电磁铁，为了尽可能的减小涡流和磁滞损耗，主磁极铁心用1～1.2mm厚的低碳钢板叠压而成。整个磁极用螺钉固定在机座上。 主极的作用是在定转子之间的气隙中建立磁场,使电枢绕组在此磁场的作用下感应电动势和产生电磁转矩. 2）、换向极：换向极又称附加极或间极,其作用是用以改善换向。换向极装在相邻两主极之间，它也是由铁心和绕组构成。 3）、机座：一是作为电机磁路系统中的一部分，二是用来固定主磁极、换向极及端盖等，起机械支承的作用。因此要求机座有好的导磁性能及足够的机械强度与刚度。机座通常用铸钢或厚钢板焊成。 4）电刷装置：电刷的作用是把转动的电枢绕组与静止的外电路相连接，并与换向器相配合，起到整流或逆变器的作用。 2、转子部分：转子又称为电枢，包括电枢铁心、电枢绕组、换向器、风扇、
轴和轴承等。 1）电枢铁心：示电机主磁路的一部分，用来嵌放电枢绕组的，为了减少电枢旋转时电枢铁心中因磁通变化而引起的磁滞及涡流损耗，电枢铁心通常用0.5mm厚的两面涂有绝缘漆的硅钢片叠压而成。 2）电刷装置：电刷的作用是把转动的电枢绕组与静止的外电路相连接，并与换向器相配合，起到整流或逆变器的作用。 2、转子部分：转子又称为电枢，包括电枢铁心、电枢绕组、换向器、风扇、轴和轴承等。 1）电枢铁心：示电机主磁路的一部分，用来嵌放电枢绕组的，为了减少电枢旋转时电枢铁心中因磁通变化而引起的磁滞及涡流损耗，电枢铁心通常用0.5mm厚的两面涂有绝缘漆的硅钢片叠压而成。 2）电枢绕组：电枢绕组是由许多按一定规律联接的线圈组成，它是直流电机的主要电路部分，也是通过电流和感应电动势，从而实现机电能量转换的关键性部件。 1.1.2 直流电机的工作原理： 1、直流发电机的工作原理： 如图所示：
直流电机（D.C.machine） [编辑本段] 定义 定义输出或输入为直流电能的旋转电机，称为直流电机，它是能实现直流电能和机械能互相转换的电机。当它作电动机运行时是直流电动机，将电能转换为机械能；作发电机运行时是直流发电机，将机械能转换为电能。 [编辑本段] 直流电机的结构 由直流电动机和发电机工作原理示意图可以看到，直流电机的结构应由定子和转子两大部分组成。直流电机运行时静止不动的部分称为定子，定子的主要作用是产生磁场，由机座、主磁极、换向极、端盖、轴承和电刷装置等组成。运行时转动的部分称为转子，其主要作用是产生电磁转矩和感应电动势，是直流电机进行能量转换的枢纽，所以通常又称为电枢，由转轴、电枢铁心、电枢绕组、换向器和风扇等组成。 1. 定子 （1）主磁极 主磁极的作用是产生气隙磁场。主磁极由主磁极铁心和励磁绕组两部分组成。铁心一般用0.5mm～1.5mm厚的硅钢板冲片叠压铆紧而成，分为极身和极靴两部分，上面套励磁绕组的部分称为极身，下面扩宽的部分称为极靴，极靴宽于极身，既可以调整气隙中磁场的分布，又便于固定励磁绕组。励磁绕组用绝缘铜线绕制而成，套在主磁极铁心上。整个主磁极用螺钉固定在机座上， 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 2）换向极 换向极的作用是改善换向，减小电机运行时电刷与换向器之间可能产生的换向火花，一般装在两个相邻主磁极之间，由换向极铁心和换向极绕组组成，如8.6所示。换向极绕组用绝缘导线绕制而成，套在换向极铁心上，换向极的数目与主磁极相等。 （3）机座 电机定子的外壳称为机座，见图8.4中的3。机座的作用有两个：一是用来固定主磁极、换图8.5 主磁极的结构 向极和端盖，并起整个电机的支撑和固定作用；1—主磁极2—励磁绕组3—机座 二是机座本身也是磁路的一部分，借以构成磁极之间磁的通路，磁通通过的部分称为磁轭。为保证机座具有足够的机械强度和良好的导磁性能，一般为铸钢件或由钢板焊接而成。 4）电刷装置 电刷装置是用来引入或引出直流电压和直流电流的，如图8.7所示。电刷装置由电刷、刷握、刷杆和刷杆座等组成。电刷放在刷握内，用弹簧压紧，使电刷与换向器之间有良好的滑动接触，刷握固定在刷杆上，刷杆装在圆环形的刷杆座上，相互之间必须绝缘。刷杆座装在端盖或轴承内盖上，圆周位置可以调整，调好以后加以固定。
直流电机的工作原理及特性 直流电机是一种电动机，以其结构简单、控制精度高、效率高、输出功率大等优点而受到广泛应用。本文将从工作原理、特性两个方面对直流电机进行详细介绍。 一、工作原理 直流电机的工作原理是靠用直流电产生的磁场作用在转子上，使转子旋转。直流电机实际上是一个能把电动机和发电机互相转换的机器，因为直流电是双向运动的，所以他可以既做发电机又可以做电动机。 （一）机械结构 直流电机机械结构分为定子和转子两部分。定子包括机座、磁极、绕组等。转子是电动机旋转的部分，包括转子铁心、绕组和电刷等。当电机接入电源并加上磁通，就会在转子上产生一个磁场。由于转子上产生的磁队是与磁通方向相反的，因此磁力会推动旋转电机，从而使转子开始转动。 （二）电磁学原理 直流电机的转速与线圈导体上通过电流的方向、大小，磁极和线圈位置等因素有关。当直流电通过定子绕组时，就会产生磁极磁通，因此在转子上的绕组中就会感应出电磁力和转矩。电机转子的移动速度主要取决于该转矩。转矩越大，电机就能
承受更多的外力，提供更高的机械输出；反之，转矩越小，电机就需要承受更小的外力。 二、特性 （一）功率和效率 直流电机的输出功率和效率都很高。在电机运行时，电梯将能量输出到外部驱动机器，其能量转化效率约为88%~96%，具有一定的经济性和高性价比的特点。 （二）输出特性 直流电机存在强大的输出特性，这意味着它可以在不同的工作负载下产生不同的扭矩和速度。直流电机的特性也非常稳定，当负载发生变化时，电机的输出也能及时发生相应地变化，从而实现更高的精度。 （三）寿命和维护 直流电机的寿命较长，使用寿命通常可达到15000小时。它还具备一定的可靠性和稳定性，使用稳态电源能有效促进电机使用寿命。通常情况下，直流电机不需要经常维护，只需要清洗和润滑，更换磨损和损坏的部件即可。 （四）控制精度 直流电机的速度控制精度非常高，控制范围广，在高低转速下都能实现同样高的控制精度。这也让它在工业控制领域中得到了广泛应用，如分步马达、电动升降平台、电动梯等等。 总结
简述直流电动机的基本结构和工作原理 直流电动机是一种将直流电能转化为机械能的装置，广泛应用于各个领域的电动设备中。它的基本结构由定子、转子、碳刷、电枢等部分组成，工作原理是利用励磁产生磁场，通过电流作用在电枢上产生力矩，驱动转子转动。 直流电动机的基本结构可分为外部结构和内部结构两部分。外部结构包括机壳、定子、转子等部分，内部结构包括电枢、碳刷等部分。 机壳是直流电动机的外部保护结构，通常由铸铁或铝合金制成。机壳的作用是保护内部部件免受外界环境的影响，并提供固定安装的支撑。 定子是直流电动机的静止部分，由堆叠而成的电磁线圈组成。定子线圈通常由若干个线圈组成，每个线圈中都有一个通电的绕组，通过电流在定子上产生磁场。定子线圈通常由铜线或铝线制成，绕在定子铁芯上以增强磁场的强度。 转子是直流电动机的旋转部分，通常由铁芯、绕组、轴等部分组成。转子上的绕组称为电枢，电枢是由若干个线圈组成的，每个线圈中都有一个通电的绕组。电枢的线圈通常由铜线制成，绕在转子铁芯上。当电流通过电枢绕组时，由于电流作用在磁场中，会产生力矩，驱动转子旋转。
碳刷是直流电动机中的关键部件，位于定子两侧与电枢接触。碳刷由碳材料制成，具有良好的导电性能和耐磨性。碳刷通过与电枢的接触，将电流引入电枢绕组，使电枢在磁场中产生力矩。 直流电动机的工作原理是基于电磁感应和洛伦兹力的相互作用。当电流通过定子线圈时，会在定子内产生一个磁场，这个磁场称为励磁磁场。当电流通过电枢绕组时，电枢绕组中的每个线圈都会受到励磁磁场的作用，产生一个力矩。这个力矩使得电枢绕组中的线圈受到力的作用，开始旋转。同时，碳刷与电枢的接触保持电流通路的连续性，使得电枢绕组始终受到电流的作用，保持旋转。 直流电动机的转速可以通过改变电枢绕组中的电流大小来控制。当电流增大时，电枢受到的力矩也增大，转速加快；当电流减小时，电枢受到的力矩减小，转速减慢。因此，通过调节电流大小可以实现对直流电动机转速的控制。 直流电动机具有结构简单、启动转矩大、转速范围宽、转速可调节等特点，广泛应用于工业生产和日常生活中的各个领域。通过深入理解直流电动机的基本结构和工作原理，可以更好地设计和应用直流电动机，提高电动设备的性能和效率。
简述直流电动机的特点和工作原理 一、引言 直流电动机是一种广泛应用的电动机，其特点是转速范围大、转矩平稳、调速性能好等。本文将详细介绍直流电动机的特点和工作原理。 二、直流电动机的特点 1. 转速范围大 直流电动机的转速范围非常广泛，从几千转/分到几万转/分不等。这使得它们适用于许多不同的应用场合，如工业生产线上的传送带、风扇和水泵等。 2. 转矩平稳 直流电动机具有非常平稳的转矩输出，这意味着它们可以在不同负载下保持相对恒定的转速。这使得它们非常适合需要精确控制和调节的应用，例如自动化生产线上的传送带和机械臂。 3. 调速性能好
由于直流电动机可以通过改变输入电压或改变励磁电流来实现调速，因此它们具有非常出色的调速性能。这使得它们适用于需要频繁调整输出功率和速度的应用场合。 4. 结构简单 与其他类型的电动机相比，直流电动机的结构相对简单。它们通常由一个旋转部件（转子）和一个静止部件（定子）组成，这使得它们易于维护和修理。 三、直流电动机的工作原理 1. 基本结构 直流电动机由定子和转子两部分组成。定子是由一组线圈绕在铁芯上而成的，这些线圈被连接到外部电源上。转子则是由一组永磁体或电磁铁芯绕制的线圈组成，被安装在轴上并与定子相互作用。 2. 工作原理 当外部电源施加在定子线圈上时，它会产生一个磁场。这个磁场会与转子中的永磁体或电磁铁芯产生相互作用，导致转子开始旋转。
为了保持旋转运动，必须不断改变定子中的电流方向。这可以通过使用换向器（也称为刷）来实现。换向器是一个由碳刷和金属环组成的装置，它充当了通路开关的角色，并将外部电源引入不同的线圈。 当换向器将外部电源引入下一个线圈时，磁场方向也会相应地改变，这将导致转子继续旋转。这个过程将不断重复，直到电动机停止工作或外部电源被切断。 3. 调速原理 调速可以通过改变输入电压或改变励磁电流来实现。当输入电压增加时，定子中的电流也会增加，这将导致磁场的强度增加，从而使转子旋转更快。同样地，如果减小输入电压，则转速也会降低。 另一方面，通过改变励磁电流的大小可以控制磁场的强度。当励磁电流增加时，磁场的强度也会增加，从而使转子旋转更快。同样地，如果减小励磁电流，则转速也会降低。 四、结论 直流电动机是一种广泛应用的电动机，在许多不同的应用场合中都有着出色的表现。它们具有广泛的转速范围、平稳的转矩输出、出色的
简述直流电动机的原理 直流电动机是一种将直流电能转化为机械能的电动机，广泛应用于各个领域，包括工业、交通、家电等。它的原理主要基于洛伦兹力和电磁感应的相互作用，通过不断地反复转换电能和机械能来实现转动。 直流电动机的主要构成部分包括定子、转子和碳刷。定子是由绕组和永磁体组成的，绕组是由许多卷绕的线圈组成的，在两个相互垂直的方向上通电。转子是一个绕在铁芯上的线圈，线圈上通有直流电流。碳刷是用于接触转子上的两个接线端子的导电部件。 当通过定子绕组通以直流电流时，会在绕组中产生一个恒定的磁场。转子上的线圈也通以直流电流，形成一个与定子磁场相互作用的磁场。根据洛伦兹力的作用，当线圈中的电流与磁场相互作用时，会产生一个力，使转子开始转动。 转子开始转动时，转子中的线圈和永磁体之间的相对运动会产生电动势，根据电磁感应的原理，这个电动势会导致转子上的电流方向发生改变。在这个过程中，碳刷接触转子上的接线端子，并保持电流的方向不变。 由于转子上的电流方向发生改变，洛伦兹力的方向也会发生改变，这会导致转子继续旋转。当转子旋转一定角度后，碳刷与转子上的接线端子断开连接，电流方向发生改变，从而导致转子方向发生改变。这个过程不断重复，直到转子转动到预定位置或停止通电。
除了以上基本原理之外，直流电动机还有一些其他的特点和功能。例如，通过改变定子或转子的电流大小和方向，可以控制直流电动机的速度和转动方向。此外，直流电动机还可以通过外部电源提供的直流电流来实现能量输出，例如驱动车辆、操作机械等。 总的来说，直流电动机是一种基于洛伦兹力和电磁感应的机电转换装置。通过外部直流电源和内部绕组的相互作用，实现电能和机械能之间的转换，从而驱动转子旋转。直流电动机具有结构简单、控制方便、效率高等特点，被广泛应用于各个领域。
简述直流电动机的特点和工作原理 1. 引言 直流电动机是一种常见的电动机类型，广泛应用于各个领域，如工业生产、交通运输、家用电器等。本文将从特点和工作原理两个方面对直流电动机进行全面、详细、完整且深入地探讨。 2. 直流电动机的特点 直流电动机具有以下几个特点： 2.1 高效率 直流电动机具有较高的效率，通常在80%以上。这是由于直流电动机的结构简单， 机械转换效率高，并且可以通过控制电流和电压来调整转速和负载。 2.2 起动扭矩大 直流电动机在起动时能够提供较大的扭矩，适用于需要瞬时大扭矩的场合，如电动车辆的起步、起重机械等。 2.3 调速范围广 通过调节电源电压和电枢电流，可以实现直流电动机的调速。调速范围广，通常可以达到额定转速的数倍。 2.4 可逆性 直流电动机的特点之一是可逆性，即可以通过改变电流的方向来改变电动机的旋转方向。这使得直流电动机在需要反向运动的场合具有优势。 3. 直流电动机的工作原理 直流电动机的工作原理是基于电磁感应和洛伦兹力的相互作用。
3.1 电磁感应 当直流电动机的电枢绕组通电时，会产生一个磁场。根据右手定则，电流方向与磁场方向垂直时，会产生一个力，称为洛伦兹力。洛伦兹力的方向与电流方向、磁场方向以及导线的位置有关。 3.2 动作原理 直流电动机的动作原理是利用洛伦兹力使得电枢绕组旋转。当电枢绕组通电后，洛伦兹力会使得电枢绕组中的导线在磁场的作用下受到一个力矩，从而使电枢绕组旋转。为了使电枢绕组持续旋转，需要不断改变电流的方向，这可以通过电刷和换向器来实现。 3.3 电刷和换向器 直流电动机中的电刷和换向器起到了关键作用。电刷是与电枢绕组接触的导电碳块，通过与电枢绕组的接触，将电流引入电枢绕组。换向器则用于改变电流的方向，使得电枢绕组中的导线在不同磁场中受到的力矩方向相同，从而使电枢绕组持续旋转。 4. 直流电动机的工作过程 直流电动机的工作过程可以分为以下几个阶段： 4.1 起动阶段 在起动阶段，电源施加一个较大的电压，使得电动机能够提供足够的起动扭矩。同时，通过控制电枢电流的大小，可以调节电动机的起动速度。 4.2 稳定工作阶段 在稳定工作阶段，电动机的负载较为稳定，电源提供的电压和电枢电流也相对稳定。此时，电动机能够以一定的转速和扭矩稳定运行。 4.3 调速阶段 在需要调速的情况下，可以通过调节电源电压和电枢电流来改变电动机的转速。通常情况下，调速范围广，可以满足不同工况的需求。
直流电动机的原理和基本构造 通电的线圈在磁场中可以转动，在这一过程中，电能转化成机械能．那么，怎样才能使线圈持续转动？怎样才能实际利用这一现象？ 一、直流电动机的原理 （一）基本原理电动机是将电能转换为机械能的机器．用电池或电源给电动机通电就会使轴开头旋转．有的电动机由直流电源（如电池）供电，有的电动机由沟通电源供电．虽然电动机有多种设计方法，但原理是相同的． 有两个物理原理为电动机的运转奠定了基础．第一个原理是电磁感应定律，它是由英国科学家和创造家迈克尔·法拉第于1831年发觉的．其内容是：假如导体穿过磁场，或转变穿过静止导电闭合回路的磁场强度，导体内将产生感应电流．其次个原理与此相对，指的是电磁的反作用，它是法国物理学家安德尔·玛利亚·安培于1820年观看到的． 所以，假如将带电导体（如一段铜线）放置在磁场中，它将受到力的作用．将导体缠绕很多圈，每一圈都位置适当且导体内有电流通过，这时，产生的力会使线圈旋转．线圈旋转时，电动机的轴也将随之旋转． 电动机由两个基本单元组成：一个是磁场，即缠围着线圈的电磁铁；另一个是电枢，它是支持切割磁场并在电动机内输送励磁电流的导体
的机构． 发电机，它们与电动机相反，是将动能转换为电能． （二）动手制作“小小电动机” 1、线圈的制作 线圈的制作比较简洁：用漆包线在火柴盒等模子上绕3－4圈，不必绕得太多．把两个引出端固定在线圈上，使两端 引线在一条直线上，如图1所示．用小刀刮去两端引线的漆皮时，留意一端全部刮掉（可以用砂纸打），另一端只刮去半周．这样线圈就做成了．2、支架的制作支架的制作要点是：剪两段直径约lmm，长度约100mm的相同的铜丝，上端弯成Z字型，下端与导线相连并用图钉固定在硬纸板（或木板）上，与线圈相连的端点要大致保持在同一水平面上，如图2所示． 3、让线圈转动 把线圈放在支架上，磁铁放在线圈下方．调整磁铁位置，使磁铁与线圈尽量靠近，但又不能相互接触．给线圈通电并用手轻推，线圈就会不停地转下去．转变电流的方向或转变磁铁极性，线圈的转动方向就会转变． 4、思索 制作线圈用小刀刮去两端引线的漆皮时，留意一端全部刮掉（可以用砂纸打），另一端只刮去半周．为什么另一端只刮去半周？线圈为
直流电动机是一种常见的电动机类型，广泛应用于各个领域，如工业、交通和家庭电器等。它的构成和功能对于正常运行和有效使用直流电动机至关重要。在本文中，我们将深入探讨直流电动机的构成和功能，以便更全面地了解这一主题。 第一部分：直流电动机的构成直流电动机由几个基本组件组成，包括电枢、磁极、电刷、电刷环、电阻、磁场、转子和定子等。让我们逐一介绍每个组件的功能和作用： 1.电枢：电枢是直流电动机的主要部分之一，由一组绕制在铁芯上的鼻子形绕 组组成。它通常由导电材料制成，如铜线。电枢产生的磁场与磁场产生的力 相互作用，从而产生转动力。 2.磁极：磁极是直流电动机的另一个重要组件，它产生磁场以相互作用并驱动 电枢。磁极由永磁材料或电磁线圈制成。 3.电刷：电刷是与电枢接触的导电物体，它通过接触电枢传递电流。电刷通常 由碳材料制成，具有良好的导电性和耐磨性。 4.电刷环：电刷环是电刷的安装部分，它连接电刷和电源，并使电刷能够在电 枢表面滑动。 5.电阻：电阻用于控制电流的大小和方向，从而影响电动机的转速和转向。 6.磁场：磁场是由电枢和磁极生成的，它是直流电动机运转的关键。通过改变 磁场的方向和强度，可以控制电动机的转速和转向。 7.转子：转子是直流电动机的旋转部分，由电枢、电刷和电阻组成。它负责接 收电流并产生转动力。 8.定子：定子是直流电动机的静止部分，通常由磁极和电刷环组成。定子提供 必要的支撑和定位，同时也用于传递电流。 第二部分：直流电动机的功能介绍直流电动机具有多种功能，其主要用途包括：1.转换电能：直流电动机可以将电能转换为机械能，从而驱动各种设备和机械 系统。它们广泛用于工业生产线、交通工具和家电等领域。 2.转速控制：直流电动机的转速可以通过调整电源电压和磁场强度来控制。这 使得它们非常适用于需要可调节转速的应用，如机械传动系统和工作机器。 3.方向控制：直流电动机的转向可以通过改变电流的方向或磁场的极性来实现。 这使得它们可以适应不同的工作要求和运行条件。 4.节能效果：与其他类型的电动机相比，直流电动机在能量转换方面具有较高 的效率和较低的能量损耗。这使得它们成为节能环保的选择。
直流电机 一、概述 直流电机是将直流电能与机械能相互转换的旋转电机，它具有优良的调速特性，调速平滑、方便、用途十分范围宽广；它具有过载能力大，能承受频繁的冲击负载；它具有能实现频繁的无级快速起动、制动和反转，能满足各种生产过程自动化系统不同的特殊运行特点的要求；它广泛用于冶金、矿山、交通运输、纺织、印染、造纸、印刷、水泥、化工、机床、风机等行业。 Z2系列使用于恒速或调速范围不大于2：1的电力拖动系统中，为自扇冷结构。 ZO2系列用于多尘埃及金属切削等场合，为全封闭结构。 ZT2系列用于削弱磁场向上恒功率调速，调速范围为1：3及1：4的电力拖动中。 Z2C系列用于船舶恒速电力拖动系统中，也可作为海洋或内河船舶各种辅机电力拖动和供电电源之用。 Z3系列用于恒速或转速调节范围不大于3：1的电力拖动系统中，有自扇冷却和强迫通风结构两种。 Z4系列采用全迭片结构，适用于静止整流电源供电，具有转动惯量小，有较好的动态性能，为强迫通风结构，也可以用作管道通风或空水冷结构。 ZSL4系列为自扇冷结构,可弱磁恒功率向上调速，达额定转速的1-2倍。已生产电机的机座号132--200，共3个机座号。 ZBL4、ZLZ4系列采用全封闭结构，机座带散热片。用于多尘埃的场合。 ZZJ-800系列能承受频繁的起动、制动、正反转，过载能力大，用于金属轧机的辅传动机械及冶金起重，有全封闭结构，有强迫通风结构和空水冷结构。过载能力为3倍左右。 ZZJ-900系列具有ZZJ-800系列的特点,且转动惯量为ZZJ-800系列的60%。 Z系列中型直流电动机可用于普通工业和传动金属轧机及其辅助机械，有强迫通风结构和空水冷结构。 ZSN4系列为水泥回转窖主传动专用直流电机，有强迫通风结构和管道通风结构。
直流电动机维护教学案。 一、直流电动机基本概述 直流电动机是一种将直流电转化为机械能的电机设备。它由定子、转子、电刷、轴承等部件组成。直流电动机可按照其电枢和磁极的组合方式进行分类，一般包括分别悬挂式、串激式、复合励磁式等几种类型。 二、直流电动机维护需要了解的基本知识 1.维护前的准备工作 在维护电动机之前，需要先对电机设备进行检查和测试。首先应检查电机的运行状态，如有异常状况，则需进行修理或更换。其次应该测试电机的电压、电流、功率等参数，以保证电机运行的正常性。护前必须要先进行安全检查，通常需要戴好安全帽、手套等防护用品，以免造成人身损伤。 2.维护时需要的工具和材料 在进行电动机维护保养时，需要使用一些专用的工具和材料，比如电动机专用工具、电机轴承专用润滑油或脂等。这些工具和材料都应该根据具体的维护需要来选用。 3.维护注意事项
在进行电动机维护时，需要注意一些细节问题，比如注意保持工作区域整洁、避免使用带有金属物质的油或脂、注意紧固螺钉和螺丝等。同时，应该在维护过程中保证电机设备的无电状态，以免造成电击等安全事故。 三、直流电动机维护的具体操作步骤 1.清洁电动机 在维护直流电动机时，首先要对电机设备进行清洁。这可以通过使用清洁纸巾、专用清洗液等来完成。不同的电动机设备可能有不同的清洁要求，因此具体操作步骤需要根据实际情况情况而定。 2.检查电机的电刷与电刷槽 电刷是电动机中非常重要的一部分，它的质量和功能会直接影响电机的运行效果。在维护电动机时，需要检查电刷的磨损情况，根据不同的磨损程度来决定是否需要进行更换。同时，也需要对电刷槽进行清洁，并用电动机专用润滑油来滴入电刷槽内，以保证电刷和电刷槽的正常工作。 3.检查轴承 轴承是电动机中比较常见的易损件，它的正常工作状况也会直接影响电机的运行效果。在维护电动机时，需要检查轴承的状态，确保
直流电动机 直流电动机是利用电磁感应原理实现直流电能与机械能的相互转换。如果将电能转换为机械能则为电动机，反之就是发电机。直流电动机具有调速范围广且平滑，起动和制动转矩大，过载能力强，且易于控制，常用于对调速有较高要求的场合。 本章主要介绍直流电机的基本结构、工作原理和机械特性。并以他励电动机为例，讨论了直流电动机的启动、反转与调速等运行问题。 8.1 直流电机的构造 常用的中小型直流电动机的结构如图8.1.1所示。它由定子、转子、电刷装置，端盖，轴承、通风系统等部件组成。 图8.1.1 直流电动机的结构 1.定子 定子有机座、主磁极、换向极、电刷装置等组成，其剖面结构示意图见8.1.2所示。它的作用就是产生主磁场和附加磁场，作电机的机械支架。
图8.1.2 直流电动机定子结构 机座用作电机的外壳，并固定主磁极和换向极，并且也是磁路的一部分。机座常用铸钢或厚钢板制成，保证良好的导磁性能和机械支撑作用。 主磁极由磁极铁心、励磁线圈组成，它能产生一定形状分布的气隙磁密。主磁通铁心，由1~1.5mm厚的硅钢片冲压叠制而成，用铆钉与电动机壳体相连，铁心外套上预先绕制的线圈，以产生主磁场。主极掌面呈孤型，以保证主磁极掌面与电枢表面之间的气隙均匀，磁场分布合理。 换向极结构与主磁极相似，只是几何尺寸小主磁极小。其作用是产生附加磁场，以改善电机的换向。 电刷装置通过固定的电刷与转动的换向片之间的滑动接触，使旋转的转子与静止的外电路相连接，是电机结构中的薄弱之处。石墨制成的电刷放在刷握内，用压紧弹簧将其压在换向器表面。刷握固定在刷杆上，通过电刷的刷辩，将电流从电刷引入或引出。 2.转子 转子（又称电枢）由电枢铁心，电枢绕组、换向器、转轴和风扇等组成，如图8.1.3所示。它是产生电磁转矩或感应电动势，实现机电能量转换的关键。 图8.1.3 直流电动机的转子结构
直流电机的介绍 直流电机的特点是他们的多功用性。依靠不同的并励、串励和他励励磁绕组的组合，他们可以被设计为动态的和静态的运转方式从而呈现出宽广范围变化的伏安、－特性或速度－转矩特性。因为它简单的可操纵性，直流系统经常被用于需要大范围发动机转速或精确控制发动机的输出量的场合。 直流电机的总貌如图所示。定子上有凸极，而且由一个或几个励磁线圈励磁。气隙磁通量以磁极中心线为轴线对称分布。这条轴线叫做磁场轴线或直轴。 我们都知道，在每个旋转电枢线圈中产生的交流电压，经由一与电枢联接的旋转的换向器和静止的电刷，在电枢线圈出线端转换成直流电压。换向器－电刷组合构成了一个机械整流器，它形成了一个直流电枢电压和一个被固定在空间中的电枢磁势波形。电刷的位置应使换向线圈也处于磁极中性区，即两磁极之间。这样，电枢磁势波的轴线与磁极轴线相差90度,也就是在交轴上。在示意图中，电刷位于交轴上，因为这是线圈和电刷相连的位置。这样，电枢磁势波的轴线也是沿着电刷轴线的（在实际电机中，电刷的几何位置大约偏移图例中所示位置90度，这是因为元件的末端形状构成图示结果与换向器相连。）。电刷上的电磁转矩和旋转电势与磁通分布的空间波形无关；为了方便我们可以假设在气隙中有一个正弦的磁通密度波形。转矩可以从磁场的观点分析得到。 转矩可以用每个磁极的直轴气隙磁通d φ和电枢磁势波的空间基波分量1a F 相互作用的结果来表示。在交轴上的电刷和这个磁场的夹角为90度，其正弦值等于1，对于一台P 极电机 2 122d P T Fa πφ⎛⎫= ⎪⎝⎭ （1-1） 式中带负号被去掉因为转矩的正方向可以由物理的推论测定出来。锯齿电枢磁势波的空间基波是它最大值的28 π。代替上面的等式可以给出： ()2a a a PC T i N m m φπ=∙ （1-2） 其中：a I =电枢外部点路中的电流；
作动力用:直流电动机将直流电能转化为机械能 直流测速发电机将机械信号转换为电信 信号传递-直流伺服电动机将控制电信号转换为机械信号
1-1 直流电机工作原理 一、原理图(物理模型图) 磁极对N、S不动, 线圈（绕组）abcd 旋转, 换向片1、2旋转, 电刷及出线A、B不动 二、直流发电机原理（机械能--->直流电能）( Principles of DC Generator) 1.原动机拖动电枢以转速n(r/min)旋转； 2.电机内部有磁场存在；或定子（不动部件）上的励磁绕组通过直流电流(称为励磁电流I f)时产生恒定 磁场（励磁磁场，主磁场） (magnetic field, field pole) 3.电枢线圈的导体中将产生感应电势 e = B l v ，但导体电势为交流电，而经过换向器与电刷的作 用可以引出直流电势E AB，以便输出直流电能。（看原理图1，看原理图2）(commutator and brush)
1.问题1-1：直流电机电枢单个导体中感应电势的性质？ 2.问题1-2：直流电机通过电刷引出的感应电势的性质？ 3.看直流发电机原理动画 4.问题1-3：直流发电机如何得到幅值较为恒定的直流电势？ 5.为了得到稳定的直流电势，直流电机的电枢圆周上一般有多个线圈分布在不同的位置，并通过多个换 向片联接成电枢绕组。以前曾使用环形绕组. 6.问题1-4：环形绕组的缺点是什么？
三. 直流电动机的原理 ( Principies of DC Motor) 1.将直流电源通过电刷和换向器接入电枢绕组，使电枢导体有电流i a通过。 2.电机内部有磁场存在。 3.载流的转子（即电枢）导体将受到电磁力 f 的作用 f = B l i a（左手定则） 4.所有导体产生的电磁力作用于转子可产生电磁转矩，以便拖动机械负载以n(r/min)旋转。 5.结论：直流电机的可逆性原理：同一台电机，结构上不作任何改变，可以作发电机运行，也可以作电 动机运行。 1.看直流电动机原理动画 2.问题1-5：讨论电刷的位置。 3.结论：为了得到最大的直流电势，电刷的位置必须与位于几何中线上的导体相接触。