【正文】 定子 的作用是產(chǎn)生 磁場 ； 轉(zhuǎn)子 的作用是產(chǎn)生 電磁轉(zhuǎn)矩和感應電動勢 。這種同一臺電機，既能作發(fā)電機又能作電動機運行的原理，在電機學理論中稱為電機的 可逆原理 。 直流 發(fā)電機 的基本工作原理 圖 12 直流發(fā)電機的工作原理圖 直流 發(fā)電機 的基本工作原理 ?電機可逆原理： 從上述基本電磁情況來看，一臺直流電機原則上既可以作為發(fā)電機運行，也可以作為電動機運行，只是其輸入輸出的條件不同而已。 導體 ab在 S極下， a點低電 位， b點高電位；導體 cd在 N極下， c點低電位， d點高 電位；電刷 A極性仍為正， 電刷 B極性仍為負。 如右圖，導體 ab在 N極下，a點高電位， b點低電位；導體 cd在 S極下， c點高電位， d點低電位；電刷 A極性為正，電刷 B極性為負。 圖 12 直流發(fā)電機的工作原理圖 直流 發(fā)電機 的基本工作原理 直流發(fā)電機 是將機械能轉(zhuǎn)變成電能的旋轉(zhuǎn)機械。線圈的首末端 a、 d連接到兩個相互絕緣并可隨線圈一同旋轉(zhuǎn)的換向片上。 實際的直流電動機，電樞圓周上均勻地嵌放許多線圈，相應地換向器由許多換向片組成，使電樞線圈所產(chǎn)生的總的電磁轉(zhuǎn)矩足夠大并且比較均勻，電動機的轉(zhuǎn)速也就比較均勻。該電磁力形成逆時針方向的電磁轉(zhuǎn)矩。如右圖。該電磁力形成逆時針方向的電磁轉(zhuǎn)矩。此時電樞線圈中將電流流過，電流方向 a到 b到 c到 d到 a。 N和 S是一對固定的磁極，可以是電磁鐵，也可以是永久磁鐵。 直流 電機 的基本工作原理 (3)電流磁效應： 通電的導體周圍會產(chǎn)生磁場。LL 直流 電機 的基本工作原理 補充：分析電機常用的基本電磁定律 (1)電磁力定律： 垂直于磁力線的導體通過電流時，會受到力的作用。 直流電機發(fā)展形勢： 隨著近年來電力電子學和微電子學的迅速發(fā)展，將逐步被交流調(diào)速電動機取代，直流發(fā)電機則正在被電力電子器件整流裝置所取代。 ?電機分類： 變壓器 直流電機 伺服電動機、步進電動機、測速發(fā)電機 回轉(zhuǎn)變壓器、自整角機、直線電動機 電力變壓器：升壓變壓器、降壓變壓器 動力電機 微特電機 感應電機 同步電機 感應電動機 感應發(fā)電機 交流電機 同步電動機 同步發(fā)電機 同步補償機 直流電動機 直流發(fā)電機 旋轉(zhuǎn)電機 靜止電機 特種變壓器 ： 自耦、三繞組、互感器 ?我們周圍的電機舉例： ?我們周圍的電機舉例： 本章內(nèi)容： ?直流電機的基本工作原理 ?直流電機的結(jié)構(gòu)及銘牌 ?直流電機的電樞繞組 ?直流電機的磁場 ?電樞繞組的感應電動勢與電磁轉(zhuǎn)矩 ?直流電機中的換向 ?直流電動機的分類 第一章 直流電機基本理論及結(jié)構(gòu) 第一章 直流電機基本理論及結(jié)構(gòu) 直流電機優(yōu)缺點： 優(yōu)點： 起動性能和調(diào)速性能好，過載能力大。 ?工作原理 電磁感應定律、電磁力定律及電流的磁效應。張 勇 主編 電機拖動與控制 面向 21世紀高職高專系列教材 第 0章 電機概述 ?電機的定義 電機是一種能實現(xiàn)機電能量轉(zhuǎn)換的電磁裝置，是電動機和發(fā)電機的統(tǒng)稱。將電能轉(zhuǎn)換為機械能的電機稱為電動機 ；將機械能轉(zhuǎn)換為電能的電機稱為 發(fā)電機 。 ?構(gòu)造的一般原則 用適當?shù)膶Т藕蛯щ姴牧蠘?gòu)成能互相進行電磁感應的電路和磁路，以產(chǎn)生電磁功率和電磁轉(zhuǎn)矩，達到能量轉(zhuǎn)換的目的。 缺點： 存在電流換向問題，結(jié)構(gòu)工藝復雜，使用有色金屬多，價格昂貴，運行可靠性差。但在今后一個相當長的時期內(nèi)，直流電機仍將在許多場合繼續(xù)發(fā)揮作用。 ?力的方向用 左手 定則確定： ?若與磁力線垂直的導體通過電流，導體受的力為： F=BI F：力， N B：磁感應強度 , Wb/m2或 T(特斯拉 ) L: 導體的有效長度， m I：導體中的電流， A ?若導體與磁力線發(fā)生相對運動，導體中感應的電勢為： E=BV E：感應電勢， V B：磁感應強度 , Wb/m2或 T(特斯拉 ) L: 導體的有效長度， m V：導體的運動速度， m/s ?感應電動勢的方向用 右手 定則確定： 直流 電機 的基本工作原理 (2)電磁感應定律： 若導體切割磁力線，導體中會產(chǎn)生感應電動勢。 ?磁場的方向用 右手螺旋 定則確定： 直流 電機 的基本工作原理 直流 電動機 的基本工作原理 直流電動機 是將直流電能轉(zhuǎn)變成機械能的旋轉(zhuǎn)機械。把電刷 A、 B接到直流電源上，電刷 A接正極，電刷 B接負極。在磁場作用下， N極性下導體 ab受力 方向從右向左， S 極下導體 cd受力方向從左向右。當電磁轉(zhuǎn)矩大于阻轉(zhuǎn)矩時，電機轉(zhuǎn)子逆時針方向旋轉(zhuǎn)。 a) 圖 11 直流電動機的工作原理 直流 電動機 的基本工作原理 當電樞旋轉(zhuǎn)到右圖所示位置時原 N極性下導體 ab轉(zhuǎn)到 S極下， 受力 方向從左向右，原 S 極下導體 cd轉(zhuǎn)到 N極下，受力方向從右向左。線圈在該電磁力形成的電磁轉(zhuǎn)矩作用下繼續(xù)逆時針方向旋轉(zhuǎn)。 b) 圖 11 直流電動機的工作原理 直流 電動機 的基本工作原理 電機的各組成部件 直流 電機 的基本工作原理 直流 發(fā)電機 的基本工作原理 右圖為直流發(fā)電機的物理模型， N、 S為定子磁極，abcd是固定在可旋轉(zhuǎn)導磁圓柱體上的線圈，線圈連同導磁圓柱體稱為電機的 轉(zhuǎn)子或電樞 。轉(zhuǎn)子線圈與外電路的連接是通過放置在換向片上固定不動的電刷進行的。 當原動機驅(qū)動電機轉(zhuǎn)子逆時針旋轉(zhuǎn)時，線圈 abcd將產(chǎn)生 感應電動勢 。 圖 12 直流發(fā)電機的工作原理圖 當原動機驅(qū)動電機轉(zhuǎn)子逆 時針旋轉(zhuǎn) 180度后，如右圖?？梢?， 和電刷 A接觸的導體總是位 于 N極下，和電刷 B接觸的 導體總是位于 S極下。如用原動機拖動直流電機的電樞，將機械能從電機軸上輸入，而電刷上不加直流電壓，則從電刷端可以引出直流電動勢作為直流電源，可輸出電能，電機將機械能轉(zhuǎn)換成電能而成為發(fā)電機；如在電刷上加直流電壓，將電能輸入電樞，則從電機軸上輸出機械能，拖動生產(chǎn)機械，將電能轉(zhuǎn)換成機械能而成為電動機。 直流電機的結(jié)構(gòu)及銘牌 結(jié)構(gòu) 直流電機結(jié)構(gòu)：主要由 定子、轉(zhuǎn)子（電樞） 兩大部分組成。 結(jié)構(gòu) 圖 14 直流電機橫剖面示意圖 直流電機的定子由 主磁極、機座、換向極、端蓋和電刷裝置 等部件組成。絕大多數(shù)直流電機的主磁極不是用永久磁鐵而是由勵磁繞組通以直流電流來建立磁場。主磁極鐵心靠近轉(zhuǎn)子一端的擴大的部分稱為極靴，它的作用是使氣隙磁阻減小，改善主磁極磁場分布，并使勵磁繞組容易固定。 (3)機座： 機座有兩個作用，一是作為主磁極的一部分，二是作為電機的結(jié)構(gòu)框架。機座的兩端裝有端蓋。同時端蓋對電機內(nèi)部還起防護作用。 圖 17 換 向 極 結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu) 轉(zhuǎn)子部分包括電樞鐵心、電樞繞組、換向器、轉(zhuǎn)軸、軸承、風扇等。為減少電樞鐵心內(nèi)的渦流損耗，鐵心一般用厚 、槽硅鋼片疊壓夾緊而成。線圈用絕緣的圓形或矩形截面的導線繞成，分上下兩層嵌放在電樞鐵心槽內(nèi)，上下層以及線圈與電樞鐵心之間都要妥善地絕緣，并用槽楔壓緊。換向器由許多換向片排成一個圓筒，其間用云母片絕緣，兩端再用兩個 V形環(huán)夾緊而構(gòu)成。 額定值 是制造廠對各種電氣設備（本章指直流電機）在指