直流电动机的工作原理

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简单了解直流电动机的结构及控制和调速原理

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直流电机是指能将直流电能转换成机械能（直流电动机）或将机械能转换成直流电能（直流发电机）的旋转电机。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。
直流电动机分为两部分：定子和转子。其中定子包括：主磁极，机座，换向级，电刷装置等。转子包括：电枢铁芯，电枢绕组，换向器，轴和风扇灯。
给直流电机电刷加上直流，则有电流流过线圈，根据电磁力定律，再留导体将会受到电磁力的作用，方向则由左手定则判定。两段导体受到的力形成转矩，于是转子就会逆时针转动。要注意的是直流电机外加的电源是直流的，但由于电刷和换向片的作用，线圈中流过的电流却是交流的，因此产生的转矩方向保持不变。
直流电机的结构多种多样，但原理相同。定子上总有一对直流励磁的静止的主磁极N和S，在旋转部分转子上安装有电枢铁芯。线圈的首和尾分别连接到两个圆弧形的铜片上，即换向片，换向片之间是绝缘的。当电枢转动时，电枢线圈通过换向片和电刷与外电路接通。
定子部分的主磁极的作用就是建立主磁场。绝大多数的直流电机的主磁极不是永久磁铁，而是由励磁绕组通以直流电流来建立磁场的。
转子部分的电枢铁芯是主磁路的组成部分，电枢绕组由一定数目的电枢线圈按照一定的规律链接组成，是直流电机的电路部分，产生感生电动势，进行机电能量的转换。而换向器主在直流发电机中主要起整流的作用，而在电动机中起的是逆变作用。
直流发电机的工作原理就是把电枢线圈中感应的交变电动势，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的原理。
感应电动势的方向按右手定则确定（磁感线指向手心，大拇指指向导体运动方向，其他四指的指向就是导体中感应电动势的方向）。
导体受力的方向用左手定则确定。这一对电磁力形成了作用于电枢一个力矩，这个力矩在旋转电机里称为电磁转矩，转矩的方向是逆时针方向，企图使电枢逆时针方向转动。如果此电磁转矩能够克服电枢上的阻转矩（例如由摩擦引起的阻转矩以及其它负载转矩），电枢就能按逆时针方向旋转起来。