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第一章 直流电机 中国石油大学（华东）信控学院 直流电机概述 直流电机的优缺点 优点： 1、直流电动机的调速范围宽广，调速特性平滑、控制简 单。 2 、直流发电机的电势波形较好，受电磁干扰的影响小。 3 、直流电动机过载能力较强，起动和制动转矩较大。 缺点： 1、由于存在换向器，使得制造复杂，维护困难。 2 、相比于相同容量的三相交流电机，体积大，重量大， 造价高。 3 、电源不易取得。需要有直流电源配套装置。 所以，在普通的直流电机已在大多数应用场合被交流电机取代 那我们为什么还要学习直流电机？ （1）有一些特定的场合直流电机仍有应用（如钻井平台），工 作后仍要面对。 （2）采用电力电子开关换向的无刷直流电机，在生产生活中应 用非常广泛。 （3）现代交流调速的理论是基于直流电机的模型发展而来的， 只有学好直流电机的原理，才能更好地理解交流电机的调速理 论。 §1-1 直流电机的基本工作原理 直流电机的物理模型 电机是以磁场为媒介、机械能和电能相互转换 的电磁机械。 分析电机的工作原理、结构和控制 电机时，首要的问题是了解电机的 磁场。 理想情况下，直流电机的磁场是由 主磁极产生的恒定磁场 直流发电机的工作原理 线圈中：感应电动势 与电流同向 线圈中的电磁力与F 相反，起制动作用 只要ab仍在N极下，上述量的方向不 会改变，但大小会如何变？ 此位置各量大小最大，然后越来越小，到何时最小？ 此时，发电机发出的电压为零。 线圈中：感应电动势 与电流同向，但与上 一种情况相反 线圈中的电磁力与F 相反，起制动作用 线圈中电流反了相，但N极和S极下的导体的电流方向变了吗？ 直流发电机的工作原理 原动机带动发电机转，发电机发电给外电路，实现机电能量转 换，这一过程中主磁极起什么作用？有没有参与能量转换？ 电磁力做功率： 为负的功率，表示这个电磁 力是吸收功率，吸收的功率 哪里去了？ 发电机输出的电功率： 为正的功率，表示 发电机向外电路输 出功率，这个功率 是从哪里来的呢？ 载流线圈在磁场中受到电磁力，通过电磁力的 作用使之从轴上吸收机械能，在磁场的作用下 将之转换为电能输出。 直流电机作发电运行时的特点 （1）线圈内的感应电势e 和感生电流i 是交流电；换向片（通过 a