什麼是直流電機直流電機的工作原理

　　直流電機是指能將直流電能轉換成機械能***直流電動機***或將機械能轉換成直流電能***直流發電機***的旋轉電機。那麼你對直流電機瞭解多少呢?以下是由小編整理關於什麼是直流電機的內容，希望大家喜歡!

　　直流電機的組成結構

　　直流電機的結構應由定子和轉子兩大部分組成。直流電機執行時靜止不動的部分稱為定子，定子的主要作用是產生磁場，由機座、主磁極、換向極、端蓋、軸承和電刷裝置等組成。執行時轉動的部分稱為轉子，其主要作用是產生電磁轉矩和感應電動勢，是直流電機進行能量轉換的樞紐，所以通常又稱為電樞，由轉軸、電樞鐵心、電樞繞組、換向器和風扇等組成。

　　定子

　　***1***主磁極

　　主磁極的作用是產生氣隙磁場。主磁極由主磁極鐵心和勵磁繞組兩部分組成。

　　鐵心一般用0.5mm～1.5mm厚的矽鋼板衝片疊壓鉚緊而成，分為極身和極靴兩部分，上面套勵磁繞組的部分稱為極身，下面擴寬的部分稱為極靴，極靴寬於極身，既可以調整氣隙中磁場的分佈，又便於固定勵磁繞組。勵磁繞組用絕緣銅線繞制而成，套在主磁極鐵心上。整個主磁極用螺釘固定在機座上，

　　***2***換向極

　　換向極的作用是改善換向，減小電機執行時電刷與換向器之間可能產生的換向火花，一般裝在兩個相鄰主磁極之間，由換向極鐵心和換向極繞組組成。換向極繞組用絕緣導線繞制而成，套在換向極鐵心上，換向極的數目與主磁極相等。

　　***3***機座

　　電機定子的外殼稱為機座。機座的作用有兩個：

　　一是用來固定主磁極、換向極和端蓋，並起整個電機的支撐和固定作用;

　　二是機座本身也是磁路的一部分，藉以構成磁極之間磁的通路，磁通通過的部分稱為磁軛。為保證機座具有足夠的機械強度和良好的導磁效能，一般為鑄鋼件或由鋼板焊接而成。

　　***4***電刷裝置

　　電刷裝置是用來引入或引出直流電壓和直流電流的。電刷裝置由電刷、刷握、刷杆和刷杆座等組成。電刷放在刷握內，用彈簧壓緊，使電刷與換向器之間有良好的滑動接觸，刷握固定在刷杆上，刷杆裝在圓環形的刷杆座上，相互之間必須絕緣。刷杆座裝在端蓋或軸承內蓋上，圓周位置可以調整，調好以後加以固定。

　　轉子

　　***1***電樞鐵心

　　電樞鐵心是主磁路的主要部分，同時用以嵌放電樞繞組。

　　一般電樞鐵心採用由0.5mm厚的矽鋼片衝制而成的衝片疊壓而成，以降低電機執行時電樞鐵心中產生的渦流損耗和磁滯損耗。疊成的鐵心固定在轉軸或轉子支架上。鐵心的外圓開有電樞槽，槽內嵌放電樞繞組。

　　***2***電樞繞組

　　電樞繞組的作用是產生電磁轉矩和感應電動勢，是直流電機進行能量變換的關鍵部件，所以叫電樞。它是由許多線圈***以下稱元件***按一定規律連線而成，線圈採用高強度漆包線或玻璃絲包扁銅線繞成，不同線圈的線圈邊分上下兩層嵌放在電樞槽中，線圈與鐵心之間以及上、下兩層線圈邊之間都必須妥善絕緣。為防止離心力將線圈邊甩出槽外，槽口用槽楔固定。線圈伸出槽外的端接部分用熱固性無緯玻璃帶進行綁紮。

　　***3***換向器

　　在直流電動機中，換向器配以電刷，能將外加直流電源轉換為電樞線圈中的交變電流，使電磁轉矩的方向恆定不變;在直流發電機中，換向器配以電刷，能將電樞線圈中感應產生的交變電動勢轉換為正、負電刷上引出的直流電動勢。換向器是由許多換向片組成的圓柱體，換向片之間用雲母片絕緣。

　　***4***轉軸

　　轉軸起轉子旋轉的支撐作用，需有一定的機械強度和剛度，一般用圓鋼加工而成。

　　直流電機的主要分類

　　直流發電機

　　直流發電機是把機械能轉化為直流電能的機器。它主要作為直流電動機、電解、電鍍、電冶煉、充電及交流發電機的勵磁電源等所需的直流電機。雖然在需要直流電的地方，也用電力整流元件，把交流電轉換成直流電，但從某些工作效能方面來看，交流整流電源還不能完全取代直流發電機。

　　直流電動機

　　將直流電能轉換為機械能的轉動裝置。電動機定子提供磁場，直流電源向轉子的繞組提供電流，換向器使轉子電流與磁場產生的轉矩保持方向不變。根據是否是否配置有常用的電刷-換向器可以將直流電動機分為兩類，包括有刷直流電動機和無刷直流電動機。

　　無刷直流電機是近幾年來隨著微處理器技術的發展和高開關頻率、低功耗新型電力電子器件的應用，以及控制方法的優化和低成本、高磁能級的永磁材料的出現而發展起來的一種新型直流電動機。

　　無刷直流電機既保持了傳統直流電機良好的調速效能又具有無滑動接觸和換向火花、可靠性高、使用壽命長及噪聲低等優點，因而在航空航天、數控機床、機器人、電動汽車、計算機外圍裝置和家用電器等方面都獲得了廣泛應用。

　　按照供電方式的不同，無刷直流電機又可以分為兩類：方波無刷直流電動機，其反電勢波形和供電電流波形都是矩形波，又稱為矩形波永磁同步電動機;正弦波無刷直流電動機，其反電勢波形和供電電流波形均為正弦波。

　　直流電機的工作原理

　　直流電機裡邊固定有環狀永磁體，電流通過轉子上的線圈產生安培力，當轉子上的線圈與磁場平行時，再繼續轉受到的磁場方向將改變，因此此時轉子末端的電刷跟轉換片交替接觸，從而線圈上的電流方向也改變，產生的洛倫茲力方向不變，所以電機能保持一個方向轉動。

　　直流發電機的工作原理就是把電樞線圈中感應的交變電動勢，靠換向器配合電刷的換向作用，使之從電刷端引出時變為直流電動勢的原理。

　　感應電動勢的方向按右手定則確定***磁感線指向手心，大拇指指向導體運動方向，其他四指的指向就是導體中感應電動勢的方向***。

　　導體受力的方向用左手定則確定。這一對電磁力形成了作用於電樞一個力矩，這個力矩在旋轉電機裡稱為電磁轉矩，轉矩的方向是逆時針方向，企圖使電樞逆時針方向轉動。如果此電磁轉矩能夠克服電樞上的阻轉矩***例如由摩擦引起的阻轉矩以及其它負載轉矩***，電樞就能按逆時針方向旋轉起來。

直流電機的工作原理