直流電動(dòng)機(jī)和直流發(fā)電機(jī)的工作原理詳解

　　1. 直流發(fā)電機(jī)的工作原理

　　直流發(fā)電機(jī)的工作原理簡(jiǎn)圖

　　假設(shè)電動(dòng)機(jī)只具有一對(duì)磁極，一個(gè)電樞繞組線圈，兩端分別連接在兩個(gè)換向片上，換向片上壓著電刷A和B。

　　電樞由原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)在磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)，電樞線圈的兩根有效邊便切割磁力線，感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)。線圈隨電樞鐵心在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，每一有效邊中的電動(dòng)勢(shì)是交變的，即在N極下是一個(gè)方向，當(dāng)它轉(zhuǎn)到S極下是另一個(gè)方向。但由于電刷A總是同與N極下的一邊相連的換向片接觸，而電刷B總是同與S極下的一邊相連的換向片接觸，因此在電刷上就出現(xiàn)一個(gè)極性不變的電動(dòng)勢(shì)或電壓。

　　換向片的作用就是將發(fā)電機(jī)電樞繞組內(nèi)的交變電動(dòng)勢(shì)轉(zhuǎn)換成電刷間極性不變的直流電動(dòng)勢(shì)。當(dāng)電刷間接上有負(fù)載時(shí)，就在電路中產(chǎn)生一定方向的電流。其電動(dòng)勢(shì)的大小為：E=kEΦn方向與Ia相同。

　　Φ是一個(gè)磁極的磁通，單位是韋伯（Wb）; n是電樞轉(zhuǎn)速，單位是轉(zhuǎn)每分（r/min）；kE是與電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù)；E的單位是伏特（V）。

　　載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中也受到一個(gè)電磁力，從而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)距T，該電磁轉(zhuǎn)距是阻轉(zhuǎn)距。其大小為：T=KTΦIa

　　則原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)距T1與發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)距T及空載損耗轉(zhuǎn)距T0相平衡。即T1=T+ T0

　　2. 直流電動(dòng)機(jī)的工作原理

　　直流電動(dòng)機(jī)的工作原理簡(jiǎn)圖

　　在電刷AB之間加上直流電壓U，電樞線圈中的電流流向?yàn)椋篘極下的有效邊中的電流總是一個(gè)方向，而S極下的有效邊中的電流總是另一個(gè)方向。這樣兩個(gè)有效邊中受到的電磁力的方向一致，電樞開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)。通過(guò)換向器可以實(shí)現(xiàn)線圈的有效邊從一個(gè)磁極如N極轉(zhuǎn)到另一個(gè)磁極下如S極時(shí)，電流的方向同時(shí)發(fā)生改變，從而電磁力或電磁轉(zhuǎn)距的方向不發(fā)生改變。電磁轉(zhuǎn)距是驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)距，其大小也為：T=KTΦIa。電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)距T必須與機(jī)械負(fù)載轉(zhuǎn)距T2及空載損耗轉(zhuǎn)距T0相平衡。即T=T2+ T0

　　另外當(dāng)電樞繞組在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈中也要產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E，這個(gè)電動(dòng)勢(shì)的方向與電流或外加電壓的方向相反，稱之為反電動(dòng)勢(shì)。其大小為：E=kEΦn方向與Ia相反。