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直流电机的原理控制与应用

在，随电力着变拖动，在频器不断领域的出现形成交流调速技术的日渐成熟和低成本化
侵“地盘蚀着”，在变愈交流频器今天，直演愈直流流调培训激烈调速速仍的的固守着日渐缩
小的“阵地”。直流电机，具有调速性能好、调速方便平滑，调速装置简单、调范围广等特点
能、过承受（由载能变频频繁，还力强有一器和冲击定差交流负载电机构成的交流调速系统
距），能实现频繁速启、制动及逆向旋转，能满足各种机械负载的特性要求。直流电机的最
大，是缺点因碳刷换向器的滑动电接触方式和整体结构交流电动机更为复杂等原因造成的维
护工作量较大，需定期更换碳刷等。

一、结构原理
1、主磁极。由主磁极铁芯及套装在铁芯上的励磁线圈构成，作用是建立主磁场；

2、机座。为主磁路的一部分，同时构成电机的结构框架，由厚钢板或铸钢件构成；

3、电枢铁芯。为电枢绕组的支撑部件，也为主磁路的一部分，由硅钢片叠压而成；

4、电枢绕组。直流电机的电路部分，由绝缘的圆形或矩形截面的导线绕成；

5、换。由向器许多、片V形，两间用鸽形云母端再尾的绝缘用两换向个片排列成一个圆筒
形。用环夹，称作直，起；整流用紧而整流，用于于直（逆流发子构成作用流电电机动机时时
变）换向；

6、电刷装置。由电刷、刷盒、刷杆和连线等构成，是电枢电路的引出（或引入）装置。

7、换向极。由铁芯和绕组构成，起改善换向，气隙磁场匀称等作用。

二、转换装置
直流电。由机是定子将电绕组源电通入能转直流变为轴上输出的机械能的电磁转换装置
励，产磁电，主生励，经电路（电刷）传流碳刷，再磁磁给换引入经换场向器直流向器电源
将此直），流电电枢转化磁场为交与励流电磁磁，引入电枢绕组，产生电枢电流（电枢磁场
场，电合成枢绕，产。这气隙生电是直组切磁场磁转流电割合矩机的成气基本隙磁工作场原
理。

两（极直励）、电枢（电磁线）、电枢线流电。固刷和圈定部圈机由换向主磁片等极组成
分（定子）上，装设了N、S，主磁级一对；由励直流磁线励磁圈的的静磁场止的产生主磁级
旋（转子）上，装转部调电。电分枢电。定枢铁子和流由芯与外供电枢直流绕组电源所产生
转子之间有一气隙。

三、磁场方向
电、末枢线端分，换圈的，由向片别连换向首之间接于互相两个绝缘圆弧型的换向片上
片构成。换，与向片。在的整转轴换向固定体称也是片上在转为换绝缘放置轴上向器的着一
对B1、固定B2，当，电电枢枢线不动（引旋转圈通的电时过换刷向片和电刷与外电路接触

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入外供直流电源）。因为主磁极的磁场方向是固定不变的（由接入励磁电源极性所决定），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极时地加以变换，即进行所谓“换向”，线圈中的电流所随所处磁极极性
的改变同时改变其方向，以确保线圈在不同磁极下的电流保持一个方向，从而使电磁转矩的
方向始终保持不变。

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
理论中被称为可逆原理。当转轴为原动机所拖动，电机绕组中产生交流电势，经电刷输出至
外部负载电路，此时的换向器（换向器另一名称又叫整流子），恰恰具有了“整流器的特性”，
输出电压为直流电压。

三、励磁方式
直流电动机按励磁方式分类，有他励和自励两种。他励指励磁与电枢回路在电气上相独
立，自励则两者有直接的电气联系。自励多应用于小功率电机，而他励方式则多应用于中、
大功率电机。自励的励磁方式又包括：并励、串励、复励等，其中复励又有积复励和差复励
之分。

四、运行注意事项
1、并励直流电机的励磁绕组在运行中不能断开，否则易发生飞车；

2、它励直流电机的励磁电流在运行中不能太小，易超速运行；

3、串励电机则不允许空载运行，易发生飞车。

五、关于额定值
1、额定功率PN：指电机在铭牌规定的额定状态下运行时，电机的输出功率，以kW为单位。
对电动机而言，额定功率并不是指所消耗电功率，而是指输出（轴）的机械功率；

2、额定电压UN：对他励电机而言，有额定电枢电压和额定励磁电压之分。对自励电机，
对自励电机而言，指电源电压，以V为单位；

3、额定电流IN：对他励电机而言，有电枢额定电流和励磁额定电流之分。对自励电机，则
指从电源线进入的电流值，以A为单位；

4、额定转速nN：指额定状态下运行时转子的转速。对他励电机而言，有基速和最高转速之
分。对自励电机，则为最高转速，以r/min为单位。

5、励磁方式，指电动机励磁绕组的连接和供电方式，有他励、自励等5种连