前兩天我們了解了關于異步電機的工作原理，回顧一下異步電機它是由于旋轉磁場不斷切割轉子中的閉合導體，産生感應電動勢和感應電流，再由轉子中的感應電流和旋轉磁場的相互作用産生電磁轉矩，使得轉子随着旋轉磁場的方向同向運轉。

而昨天說的同步電機，隻是永磁同步伺服電機，那麼今天就來說說說直流電機。主要分享關于直流電機的三個方面：直流電機的基本構造、工作原理以及分類信息。

直流電機是依靠直流工作電壓運行的電機，廣泛應用于收錄機、錄像機、影碟機、電動剃須刀、電吹風、電子表、玩具等。直流電機的基本原理基于電磁感應，與異步電機一樣也是由定子和轉子兩部分構成。

一、直流電機的基本構造

直流電機由定子和轉子兩部分組成，其間有一定的氣隙。

直流電機的定子由機座、主磁極、換向磁極、前後端蓋和刷架等部件組成。其中主磁極是産生直流電機氣隙磁場的主要部件，由永磁體或帶有直流勵磁繞組的疊片鐵心構成。

直流電機的轉子則由電樞、換向器(又稱整流子)和轉軸等部件構成。其中電樞由電樞鐵心和電樞繞組兩部分組成。電樞鐵心由矽鋼片疊成，在其外圓處均勻分布着齒槽，電樞繞組則嵌置于這些槽中。

換向器是一種機械整流部件。由換向片疊成圓筒形後，以金屬夾件或塑料成型為一個整體。各換向片間互相絕緣。換向器質量對運行可靠性有很大影響

直流電機的基本構成圖

二、直流電機的工作原理

直流電機的工作原理

如圖，直流電從電刷B經半圓形換向片流入線圈(電樞繞組)c-d-b-a，根據左手定則，線圈cd段及ab段的受力情況如圖中F所示，産生順時針力矩T，線圈以n的轉速順時針轉動，無論線圈怎樣轉動，總是S極有效邊的電流方向向裡,N極有效邊的電流方向向外。電動機電樞繞組通電後按順時針方向持續旋轉。

當線圈不停地旋轉時，雖然與兩個電刷接觸的線圈邊不停的變化，電刷A始終是正電位，電刷B始終是負電位。當線圈的ab段在N極時，線圈的電流方向是c-d-b-a，當ab段在S極時，線圈的電流方向是a-b-d-c，即線圈abcd中的電流方向不斷交變。這兩個半圓形的銅片就叫做換向片，它們合在一起叫做換向器。

三、直流電機分類

直流電機由定子磁極、轉子(電樞)、換向器、電刷、機殼、軸承等構成，電磁式直流電機的定子磁極(主磁極)由鐵心和勵磁繞組構成。根據其勵磁(舊标準稱為激磁)方式的不同又可分為串勵直流電機、并勵直流電機、他勵直流電機和複勵直流電機。因勵磁方式不同，定子磁極磁通(由定子磁極的勵磁線圈通電後産生)的規律也不同。

串勵直流電機的勵磁繞組與轉子繞組之間通過電刷和換向器相串聯，勵磁電流與電樞電流成正比，定子的磁通量随着勵磁電流的增大而增大，轉矩近似與電樞電流的平方成正比，轉速随轉矩或電流的增加而迅速下降。其起動轉矩可達額定轉矩的5倍以上，短時間過載轉矩可達額定轉矩的4倍以上，轉速變化率較大，空載轉速甚高(一般不允許其在空載下運行)。可通過用外用電阻器與串勵繞組串聯(或并聯)、或将串勵繞組并聯換接來實現調速。

并勵直流電機的勵磁繞組與轉子繞組相并聯，其勵磁電流較恒定，起動轉矩與電樞電流成正比，起動電流約為額定電流的2.5倍左右。轉速則随電流及轉矩的增大而略有下降，短時過載轉矩為額定轉矩的1.5倍。轉速變化率較小，為5%~15%。可通過消弱磁場的恒功率來調速。

他勵直流電機的勵磁繞組接到獨立的勵磁電源供電，其勵磁電流也較恒定，起動轉矩與電樞電流成正比。轉速變化也為5%~15%。可以通過消弱磁場恒功率來提高轉速或通過降低轉子繞組的電壓來使轉速降低。

複勵直流電機的定子磁極上除有并勵繞組外，還裝有與轉子繞組串聯的串勵繞組(其匝數較少)。串聯繞組産生磁通的方向與主繞組的磁通方向相同，起動轉矩約為額定轉矩的4倍左右，短時間過載轉矩為額定轉矩的3.5倍左右。轉速變化率為25%~30%(與串聯繞組有關)。轉速可通過消弱磁場強度來調整。