直流电机有五种类型。 五种直流电机的工作原理一样吗？

这两天我们了解了异步电机的工作原理。 我们来回顾一下异步电机。 它是由于旋转磁场不断切割转子中的闭合导体，产生感应电动势和感应电流，然后转子中的感应电流与旋转磁场相互作用。 产生电磁扭矩，使转子沿与旋转磁场相同的方向运转。

昨天我们讲的同步电机只是永磁同步伺服电机，那么今天我们来说说直流电机。 主要分享关于直流电机的三个方面：直流电机的基本结构、工作原理以及分类信息。

直流电机是在直流工作电压下运行的电机，广泛应用于收录机、录像机、DVD播放机、电动剃须刀、吹风机、电子表、玩具等。直流电机的基本原理是基于电磁感应。 与异步电动机一样换向片，它由定子和转子组成。

1、直流电机的基本结构

直流电机由定子和转子两部分组成，它们之间有一定的气隙。

直流电机的定子由机座、主磁极、换向磁极、前后端盖、刷握等部件组成。 主磁极是产生直流电机气隙磁场的主要部件，由永磁体或叠片铁芯与直流励磁绕组组成。

直流电动机的转子由电枢、换向器（也称换向器）、转轴等部件组成。 电枢由电枢铁芯和电枢绕组两部分组成。 电枢铁芯由硅钢片堆叠而成，其外周均匀分布有齿槽，电枢绕组嵌在齿槽内。

换向器是一种机械整流元件。 换向片叠成圆筒状后，用金属夹具或塑料将其成型为一个整体。 每个换向器片之间都是相互绝缘的。换向器的质量对运行可靠性有很大影响

直流电机基本结构图

2、直流电机工作原理

直流电机的工作原理

如图所示，直流电从电刷B流经半圆形换向片进入线圈（电枢绕组）cdba。 根据左手定则，线圈cd截面和ab截面上的应力如图中F所示，产生顺时针力矩。 T，线圈以n的速度顺时针旋转。 无论线圈如何旋转，S极有效侧电流方向始终向内，N极有效侧电流方向向外。 电动机的电枢绕组通电后继续顺时针旋转。

当线圈不断旋转时，虽然线圈与两个电刷接触的边缘不断变化，但电刷A始终处于正电位，电刷B始终处于负电位。 当线圈的ab段在N极时，线圈的电流方向为cdba。 当ab段在S极时，线圈的电流方向为abdc，即线圈abcd中的电流方向不断交替。 这两个半圆形的铜片称为换向片，合在一起称为换向器。

3、直流电机的分类

直流电动机由定子磁极、转子（电枢）、换向器、电刷、机壳、轴承等组成。电磁式直流电动机的定子磁极（主磁极）由铁芯和励磁绕组组成。 根据励磁方式（旧标准中称为励磁）的不同，可分为串激直流电动机、并励直流电动机、他励直流电动机和复励直流电动机。 由于励磁方式不同，定子磁极磁通（定子磁极励磁线圈通电时产生）的规则也不同。

串励直流电动机的励磁绕组和转子绕组通过电刷和换向器串联。 励磁电流与电枢电流成正比。 定子的磁通量随着励磁电流的增加而增加。 扭矩大约与电流成正比。 枢轴电流与枢轴电流的平方成正比，并且转速随着扭矩或电流的增大而迅速减小。 其起动转矩可达额定转矩的5倍以上，短时过载转矩可达额定转矩的4倍以上，速度变化率大，空载转速很高（一般为不允许空载运行）。 调速可以通过在串联绕组上串联（或并联）外部电阻，或者通过并联切换串联绕组来实现。

并励直流电动机的励磁绕组与转子绕组并联。 其励磁电流相对恒定。 启动转矩与电枢电流成正比。 启动电流约为额定电流的2.5倍。 随着电流和扭矩的增加，速度略有下降，短期过载扭矩为额定扭矩的1.5倍。 转速变化率较小，为5%~15%。 可以通过减弱磁场的恒定功率来调节速度。

他励直流电机的励磁绕组由独立的励磁电源供电，其励磁电流相对恒定。 启动转矩与电枢电流成正比。 速度变化也是5%~15%。 可以通过减弱磁场恒功率来提高转速，也可以通过降低转子绕组的电压来降低转速。

复励直流电机的定子磁极上除并联绕组外，还有与转子绕组串联的串联绕组（匝数较少）。 串联绕组产生的磁通方向与主绕组相同。 启动转矩约为额定转矩的4倍，短时过载转矩约为额定转矩的3.5倍。 速度变化率为25%~30%（与串联绕组有关）。 可以通过减弱磁场强度来调节速度。