直流电机的工作原理，直流电机的工作原理

直流电机的工作原理是通过电刷将直流电源连接到电枢绕组，使电枢导体有电流流过。

电机内部有磁场，载流转子（即电枢）导体将受到电磁力f = blia（左旋定则）。

所有导体产生的电磁力作用在转子上，使转子以n（转）的速度旋转，以拖动机械负载。 直流电机是将直流电能转换为机械能的电动机。

由于其良好的调速性能，在电拖曳中得到了广泛的应用。 直流电动机按励磁方式分为永磁式、分励式和自励式三大类，其中自励磁分为并联励磁、串联励磁和复合励磁三种。

直流电机的工作原理。

直流电机的工作原理。

1）导体上的力方向由左手定则决定。这一对电磁力形成作用在电枢上的力矩，在旋转电机中称为电磁转矩，转矩的方向是逆时针方向，试图使电枢逆时针方向旋转。 如果这种电磁力矩能克服电枢上的阻力力矩，如摩擦力等负载力矩，电枢可以逆时针方向旋转。

下）直流电机原理模型 当电枢旋转180°时，导体Cd流向N极，导体AB流向S极，由于直流电源提供的电流方向保持不变，它仍然从电刷A流出，在导体CD和AB之后从电刷B流出。 此时，导体cd上的力方向由右向左变化，导体ab上的力方向由左向右变化，产生的电磁转矩方向仍为逆时针方向。 因此，一旦电枢转动，由于换向器具有电刷对电流的换向作用，直流电流从导体AB和CD交替流出，因此只要线圈边缘在n极以下，通过电流的方向始终是电刷A的流动方向， 以及刷子 B 低于 S 极时的流动方向。

这确保了每个极线圈侧的电流始终在一个方向上，从而产生一个不沿方向变化的扭矩，并使电机能够连续旋转。 这就是直流电机的工作原理。

直流电机的工作原理：

当转子上的线圈平行于磁场时，磁场的方向会发生变化，因此转子末端的电刷与转换片交替接触，使线圈上的电流方向也发生变化，而产生的罗伦磁力的方向保持不变， 因此，电机可以保持一个旋转方向。

直流电机 - 以直流电流旋转的电机称为直流电机。 由于磁场电路和电枢电路的连接方式不同，因此可分为串联电机、次励电机、复合电机，在实际的直流电机中，不仅有一个线圈，而且有许多线圈牢固地嵌入转子铁芯槽中，当导体通过电流时，由于磁场中的力而旋转， 它驱动整个转子旋转。这是直流电机的基本工作原理。

直流电机由直流电源供电，以电能为输入，以机械能为输出。

直流电机的结构与发电机相同。 当电刷AB上加入连续电流电压时，导体12中有电流流动，根据电磁力定律可以看出导体受到电磁力的影响。 导体与n极下方的电刷A接触，电流向内流动，产生的电磁力矩逆时针; 导体在S极，电流与电刷B接触向外流动，产生的电磁力矩仍是逆时针方向的。

在这种电磁转矩的作用下，转子开始旋转并向外输出机械动力。

直流电机有很多种：

有直流发电机和直流电机，两者都称为电机。

永磁直流电机，采用永磁材料、换向器、转子绕组、玩具等多种用途。

串联励磁，励磁交直流两用电动机，定子、转子均绕线，换向器用换向器，常用手钻。

无刷电机，无换向器。 电极位置用霍尔元件测量，电路产生旋转磁场，这是计算机风扇常用的。

直流电机扭矩大，电流随负载变化，转速快，可作为发电机使用。

无轨电车、电瓶车等都是直流电机。

直流电机的工作原理是带电导体在磁场中受到力。

直流电动机的一般工作过程是将电动机转子上的线圈通电，然后定子也通电，从而产生定子磁场，有电流的转子线圈会在定子产生的磁场中产生电能，并产生噪音来推动转子旋转。 直流电动机的工作原理是液体电流的导体在磁场中会受到应力，这是电气基础中的左手法则。

直流电动机是指将直流电能转化为机械能的电动机，主要由定子和转子两部分组成。 直流电动机的定子由底座、主磁极、换向磁极、前后端盖、刷架等部件组成。 主磁极是产生直流电机气隙磁场的主要部件，由永磁体或带有直流励磁绕组的叠片铁芯组成。

直流电机的优缺点

优点：1、起动调速性能好，调速范围宽平稳，过载能力强，受电磁干扰影响小;

2、直流电动机具有良好的起动特性和调速特性;

3、直流电机的转矩比较大。

4、维护成本相对便宜;

5、直流电机的直流比交流更节能环保。

缺点：1、直流电机制造成本比较高，用碳刷;

2、与异步电动机相比，直流电动机结构复杂，使用维护不方便，需要直流电源;

3、复杂的结构限制了直流电机体积和重量的进一步减小，特别是电刷与换向器的滑动连接造成机械磨损和火花，使直流电机故障多，可靠性低，寿命短，维修工作量大。

01 直流电动机有两种，一种叫直流发电机，另一种叫直流电动机，两者的关系其实很相似，可以说除了两者的工艺相反之外，没有什么区别。

02 直流电机将电能转化为机械能，就像生活中的灯泡和各种电器产品一样; 直流发电机是将机械能转化为电能，比如我们看到的太阳能发电机、风力发电机和一系列发电设备。

03 其实两者使用的材料基本相同，主要由线圈、磁铁、电池和体育设施组成，主要原理是高中时学到的电磁感应现象和感应电动势。

04 通过电磁驱动移动设备的工作，电磁就是直流电机; 通过磁力发电原理，储存电能，即为直流发电机。

磁场施加在电流上的力通常称为安培力; 自由移动的电荷在磁场中受到力，这种力称为洛伦兹力。

当电荷在电线上移动时，就会形成电流。 因此，安培力的本质是洛伦兹力的合力。 洛伦兹力的方向由左手法则判断：

手掌的手掌与磁感线相接，四根手指指向电流的方向，拇指指向洛伦兹力的方向。 而当电流的方向平行于磁场时，电荷的运动方向也平行于磁场的方向，洛伦兹力为零，它们的合安培力也为零。

线圈电机：位于磁场中的线圈在通电时会受到安培力。 当线圈的面平行于磁场的平方时，可以用左手定则来判断：

线圈两个长边上的力方向相反。 这样，线圈受到扭矩并旋转。 但是，如果线圈中的电流是连续的，那么当线圈通过垂直于磁场方向的平面时，安培力产生的扭矩将处于相反的方向。

结果，线圈会很快停止，不能连续旋转。 这就是为什么中间的两个电刷与线圈的全金属轴接触，当连续供电时，线圈在几圈后迅速停止。 当外面的两个电刷与线圈的轴接触时，线圈可以连续旋转，因为电刷接触的部分是一半是金属，一半是绝缘材料。

因此，在旋转过程中，有一半的时间没有电流流过线圈，此时线圈不受安培力的影响，从而避免了反向力矩对线圈旋转的阻碍。 这种半金属、半绝缘体的触点就是换向器。 不要把它看成不起眼，但它是直流电机的重要组成部分，没有它，直流电机将无法工作。

当然，真实电机中的换向器比这复杂得多。

直流电机的工作原理，基本模型动画，你明白吗？

最基本的原理是，通电的电线随后在磁场中被拧紧。

如果直流电机的转子没有被原动机拖动，但其电刷 A 和 B 连接到电压为 U 的直流电源（如图 2 所示），会发生什么情况？ 从图中可以看出，电刷A为正电位，B为负电位，N极范围内导体AB中的电流从A流向B，S极范围内导体CD中的电流从C流向D。 如前所述，载流导体在磁场中受到电磁力，因此，AB 和 CD 导体都受到电磁力 FDE。

根据磁场的方向和导体中电流的方向，用电机的左手定则判断AB侧的力方向在左边，CD边沿在右边。 由于磁场是均匀的，并且导体流经相同的电流，因此 AB 和 CD 边缘上的电磁力大小相等。 这样，线圈由于电磁力而逆时针方向旋转。

当线圈转到磁极的中性平面时，线圈中的电流等于零，电磁力等于零，但由于惯性的作用，线圈继续旋转。 线圈转到一半后，虽然AB和CD的位置反转，AB侧到S极范围，CD边沿到N极范围，但由于换向器片和电刷的作用，N极下CD边的电流方向也发生了变化，从D流向C， S极下方AB侧的电流从B流向A。 因此，电磁力FDC的方向保持不变，线圈仍被迫逆时针方向旋转。

可以看出，导体中的电流方向在N极和S极范围内始终是恒定的，因此，线圈两侧的力方向也保持不变，使线圈可以根据力的方向连续旋转，其他工作机械可以通过齿轮或皮带等机构的传动来驱动。

从上面的分析可以看出，为了使线圈沿某个方向旋转，关键问题是当导体从一个极范围移动到另一个相反的极范围时（即导体通过中性平面后），导体中的电流方向也同时发生变化。 换向器和电刷是完成这项任务的手段。 在直流发电机中，换向器和电刷的任务是将线圈中的交流电转换为直流电并向外输出; 在直流电机中，换向器和电刷用于将输入直流电转换为线圈中的交流电。

由此可见，换向器和电刷是直流电机中不可缺少的关键部件。

当然，在实际的直流电动机中，不仅有一个线圈，而是许多线圈牢牢地嵌入转子铁芯槽中，当导体通过电流并由于磁场中的力而旋转时，它带动整个转子旋转。 这是直流电机的基本工作原理。

比较直流发电机和直流电动机的工作原理，可以看出它们的输入和输出能量形式是不同的。 如前所述，直流发电机由原动机拖动，输入为机械能，输出为电能; 直流电机由直流电源供电，有电能输入和机械能输出。

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直流电机是一种由直流电驱动的电机，广泛应用于小家电中。 直流电机的基本结构包括电枢、励磁铁、集电环和电刷。

直流电机的基本结构包括电枢、励磁铁、集电环和电刷。

电枢：一种软铁芯，可以绕一个带有多匝线圈的轴旋转。

磁场磁铁：产生磁场的强永磁体或电磁铁。

集电极环：将线圈两端的两个半圆形集电极环连接起来，与线圈一起旋转以改变电流方向的转换器。 每转半圈（180度），线圈上的电流方向就会改变。

电刷：通常由碳制成，集电环在固定位置接触电刷以连接到电源。