直流电动机的工作原理是怎么样的？

直流电动机的工作原理是什么？~

直流电动机工作原理

直流电动机工作原理

直流电动机的工作原理是将直流电源通过电刷接通电枢绕组，使电枢导体有电流流过。电机内部有磁场存在，载流的转子（即电枢）导体将受到电磁力 f 的作用 f=Blia （左手定则）。所有导体产生的电磁力作用于转子，使转子以n(转/分)旋转，以使拖动机械负载。

由于电机电枢回路电阻和电感都较小，而转动体具有一定的机械惯性，因此当电机接通电源后，起动的开始阶段电枢转速以及相应的反电动势很小，起动电流很大。最大可达额定电流的15～20倍。

这一电流会使电网受到扰动、机组受到机械冲击、换向器发生火花。因此直接合闸起动只适用于功率不大于4千瓦的电动机（起动电流为额定电流的6～8倍）。

为了限制起动电流，常在电枢回路内串入专门设计的可变电阻。在起动过程中随着转速的不断升高及时逐级将各分段电阻短接，使起动电流限制在某一允许值以内。这种起动方法称为串电阻起动，非常简单，设备轻便，广泛应用于各种中小型直流电动机中。

但由于起动过程中能量消耗大，不适于经常起动的电机和中、大型直流电动机。但对于某些特殊需要，例如城市电车虽经常起动，为了简化设备，减轻重量和操作维修方便，通常采用串电阻起动方法。

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直流电动机特性类型的选择：

(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) 通风机械负载，机械负载 TL 和转速 n 的平方成正比。这类机械也要选硬特性的电动机拖动。

(3) 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。

参考资料来源：百度百科-直流电动机

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。  

当电枢转了180°后，导体 cd转到 N极下，导体ab转到S极下时，由于直流电源供给的电流方向不变，仍从电刷 A流入，经导体cd 、ab 后，从电刷B流出。这时导体cd 受力方向变为从右向左，导体ab 受力方向是从左向右，产生的电磁转矩的方向仍为逆时针方向。  

因此，电枢一经转动，由于换向器配合电刷对电流的换向作用，直流电流交替地由导体 ab和cd 流入，使线圈边只要处于N 极下，其中通过电流的方向总是由电刷A 流入的方向，而在S 极下时，总是从电刷 B流出的方向。

这就保证了每个极下线圈边中的电流始终是一个方向，从而形成一种方向不变的转矩，使电动机能连续地旋转。这就是直流电动机的工作原理。

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在直流电动机中，电流并非直接接入线圈，而是通过电刷B1、B2和换向器再接入线圈。因为电刷B1、B2静止不动，电流总是从正极性电刷B1流入，经过旋转的换向片流入位于N极下的导体，再经过位于S极下的导体，由负极性电刷B2流出。

故当导体旋转而交替地处于N极和S极下时，导体中的电流将随其所处磁极极性的改变而同时改变其方向，从而使电磁转矩始终保持不变，使电枢向同一个方向旋转，这就是直流电动机的工作原理。

对直流发电机而言，当直流发电机在原动机的拖动下时，直流发电机的转子转动，电枢绕组不断切割不同磁极下的磁通，感应出交流电动势。

但是由于换向器和电刷的机械整流作用，电枢绕组两端的电动势和电压变成直流。通过接线端子，将电刷两端与直流负载相连接，直流发电机就能向负载提供直流电压和直流电流。

参考资料来源：百度百科-直流电动机

直流电动机的工作原理是将直流电源通过电刷接通电枢绕组，使电枢导体有电流流过。
电机内部有磁场存在，载流的转子（即电枢）导体将受到电磁力f的作用f=Blia（左手定则）。
所有导体产生的电磁力作用于转子，使转子以n(转/分)旋转，以使拖动机械负载。直流电动机是将直流电能转换为机械能的电动机。
因其良好的调速性能而在电力拖动中得到广泛应用。直流电动机按励磁方式分为永磁、他励和自励三类，其中自励又分为并励、串励和复励三种。

按我理解应该都是异极相吸的原理。直流有刷电机，当电枢绕组通电瞬间会产生磁场，此磁场与主磁极相互作用（吸引）便使电机转子转动。

无刷直流电机之所以既能用直流电，又不用电刷，是因为有个电路专门来控制它各线圈的电流流动方向。这个电流换向电路最主要的部件是FET（场效应晶体管，Field-Effect Transitor）。可以把FET看作是开关。下图简单地将FET标为F0～F5。FET的“开合”是由单片机控制的。

而无刷直流电机的转子转动，根据物理的常识，大致就是磁极同极相斥。以N极为例，永磁体转子在80°的角度范围内斥力最大。S极同理。

由此叠加可得，永磁体转子受力最大的区域是N\S极中间的的区域。然后加上永磁体转子，就能理解无刷直流电机的转子转动情况了。

但是一个线圈，由于这个线圈转到不同位置时磁场是不相同的，导致了线圈所受的电磁力也一直在变，所以线圈转起来不稳定，忽快忽慢。所以可以通过多安装几个线圈来保证线圈受力均匀和稳定。

综上，直流电机的工作转动关键有三点：1、线圈绕组磁性 变化的时机，即电流换向的时机。它决定了转子转动的方向；2、霍尔传感器对永磁体转子所处位置的反馈；3、使用单片机产生的PWM波形，控制转子转动的速度决定。

直流电机是根据通电流的导体在磁场中会受力的原理来工作的。既电工基础中的左手定则。电动机的转子上绕有线圈，通入电流，定子作为磁场线圈也通入电流，产生定子磁场，通电流的转子线圈在定子磁场中，就会产生电动力，推动转子旋转。转子电流是通过整流子上的碳刷连接到直流电源的。

直流电动机是将直流电能转换为机械能的电动机。因其良好的调速性能而在电力拖动中得到广泛应用。直流电动机按励磁方式分为永磁、他励和自励3类，其中自励又分为并励、串励和复励3种。

当直流电源通过电刷向电枢绕组供电时，电枢表面的N极下导体可以流过相同方向的电流，根据左手定则导体将受到逆时针方向的力矩作用；电枢表面S极下部分导体也流过相同方向的电流，同样根据左手定则导体也将受到逆时针方向的力矩作用。

这样，整个电枢绕组即转子将按逆时针旋转，输入的直流电能就转换成转子轴上输出的机械能。由定子和转子组成，定子：基座，主磁极，换向极，电刷装置等；转子（电枢）：电枢铁心，电枢绕组，换向器，转轴和风扇等。

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直流电动机的性能与它的励磁方式密切相关，通常直流电动机的励磁方式有4种：直流他励电动机、直流并励电动机、直流串励电动机和直流复励电动机。掌握4种方式各自的特点 ：

1．直流他励电动机： 励磁绕组与电枢没有电的联系，励磁电路是由另外直流电源供给的。因此励磁电流不受电枢端电压或电枢电流的影响。

2．直流并励电动机: 电路并联，分流，并励绕组两端电压就是电枢两端电压，但是励磁绕组用细导线绕成，其匝数很多，因此具有较大的电阻，使得通过他的励磁电流较小。

3．直流串励电动机：电流串联，分压，励磁绕组是和电枢串联的，所以这种电动机内磁场随着电枢电流的改变有显著的变化。为了使励磁绕组中不致引起大的损耗和电压降，励磁绕组的电阻越小越好，所以直流串励电动机通常用较粗的导线绕成，他的匝数较少。

4．直流复励电动机：电动机的磁通由两个绕组内的励磁电流产生。

由于电机电枢回路电阻和电感都较小，而转动体具有一定的机械惯性，因此当电机接通电源后，起动的开始阶段电枢转速以及相应的反电动势很小，起动电流很大。最大可达额定电流的15～20倍。这一电流会使电网受到扰动、机组受到机械冲击、换向器发生火花。因此直接合闸起动只适用于功率不大于4千瓦的电动机（起动电流为额定电流的6～8倍） 。

为了限制起动电流，常在电枢回路内串入专门设计的可变电阻,其原理接线。在起动过程中随着转速的不断升高及时逐级将各分段电阻短接，使起动电流限制在某一允许值以内。这种起动方法称为串电阻起动，非常简单，设备轻便，广泛应用于各种中小型直流电动机中。

但由于起动过程中能量消耗大，不适于经常起动的电机和中、大型直流电动机。但对于某些特殊需要，例如城市电车虽经常起动，为了简化设备，减轻重量和操作维修方便，通常采用串电阻起动方法。

对容量较大的直流电动机，通常采用降电压起动。即由单独的可调压直流电源对电机电枢供电，控制电源电压既可使电机平滑起动，又能实现调速。此种方法电源设备比较复杂。

参考资料：百度百科-直流电动机

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僪向重酒： 直流电动机工作原理

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思明区13769232793： 直流电动机是如何转动起来的?请说明它的工作原理 - ？
僪向重酒：[答案] 你还是看看动画演示就明白: 工作原理 直流电动机在工作是让线圈始终交替地处于不稳定状态和非稳定平衡状态,通过两个半圆环形电枢将线圈的稳定平衡状态消除掉.这样,载流线圈在磁场中就会一直地转动下去.

思明区13769232793： 直流电动机的工作原理 - ？
僪向重酒： 直流电动机利用的是通电导线在磁场中受磁力作用的原理,导线所受磁力的方向与电流方向、磁场方向有关.在直流电动机中,磁场方向是不变的,它的线圈可以简化看成是一个矩形线圈,当矩形线圈通电时,两边的电流方向是不同的,因此所受磁力方向也是不同的,于是线圈开始转动,当线圈转动到与磁感线垂直的位置时(也就是平衡位置),线圈不受磁力作用,由于惯性线圈继续转动.当线圈离开平衡位置后,重复上述过程.线圈就不停的转动起来.

思明区13769232793： 请述说直流电动机的工作原理?？
僪向重酒： 将直流电动机的工作原理归结如下: 1、将直流电源通过电刷接通电枢绕组,使电枢导体有电流流过. 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=Blia (左手定则) 4、所有导体产生的电磁力作用于转子,使转子以n(转/分)旋转,以便拖动机械负载. 详细解说请参考http://unit.xjtu.edu.cn/sspdj/vldj/zldj_1%5b2%5d.htm

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僪向重酒： 一.直流电机的物理模型图解释.这是分析直流电机的物理模型图.其中,固定部分有磁铁,这里称作主磁极;固定部分还有电刷.转动部分有环形铁心和绕在环形铁心上的绕组.(其中2个小圆圈是为了方便表示该位置上的导体电势或电流的方...

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僪向重酒： 直流电动机就是利用通电导线在磁场中会受力的原理工作的.这个力叫安培力,详见参考资料 安培力的重要意义在于,一方面它进一步指出了电与磁的相互联系;另一方面是它的应用价值,电动机的工作原理就是基于安培力.

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僪向重酒： 直流电机是磁场不动,导体在磁场中运动;交流电机是磁场旋转运动,而导体不动. 1、一般直流电机的工作原理 直流电动机分为定子绕组和转子绕组.定子绕组产生磁场...