西安交通大学电机学课件.pdf

直流电机是一种能够将机械能转换成直流电能的设备，同时也可以作为电动机使用，将直流电能转换为机械能。直流电机的种类包括直流发电机和直流电动机，它们在调速性能要求较高的场合得到了广泛的应用。 直流发电机工作原理主要体现在机械能转化成直流电能上。其工作原理是原动机拖动电枢旋转，并通过励磁电流产生恒定磁场。在磁场中旋转的导体产生感应电势，经过换向器和电刷的作用，得到直流电势EAB以输出直流电能。直流发电机的电势波形较好，受电磁干扰的影响小。不过，由于需要通过换向器和电刷来转换电势，其制造较为复杂，成本较高。 直流电动机则用于将直流电能转换成机械能。其原理是将直流电源通过电刷和换向器接入电枢绕组，使电枢导体有电流通过。在电机内部磁场的作用下，载流转子导体受到电磁力的作用，从而产生电磁转矩来拖动机械负载。直流电动机的调速范围宽广，调速特性平滑，且具有较强的过载能力和较大的起动及制动转矩。 直流电机的主要结构包括主磁极、换向极、机座、端盖、电刷装置和电枢铁心等。主磁极的作用是建立主磁场，通常由励磁绕组通以直流电流来产生。换向极则用于改善直流电机的换向情况，减少有害火花的产生。机座不仅作为电机的结构框架，还作为磁通的通路。端盖通过轴承支撑转子，并与机座一起防护电机内部。电刷装置作为电枢电路的引出装置，确保与换向器的滑动接触。电枢铁心则是电枢绕组的支撑部分，也是主磁路的组成部分。 直流电机的优缺点如下： 优点： 1. 直流发电机电势波形较好，抗电磁干扰性能强。 2. 直流电动机调速范围宽广，调速特性平滑。 3. 过载能力较强，起动和制动转矩较大。 缺点： 1. 由于存在换向器，直流电机的制造复杂，成本较高。 2. 换向器和电刷的接触可能会产生火花，影响运行的可靠性。 直流电机的结构设计以及电刷的位置调整，对于直流电机运行性能的稳定性和输出电势的大小有直接影响。电枢线圈的导体中感应电势的性质、通过电刷引出的感应电势的性质、以及如何得到幅值较为恒定的直流电势等，都是直流电机原理中的核心内容。这些知识点对于学习和理解直流电机的工作原理至关重要。