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直流電機工作原理
1、直流電機是如何轉動的
直流電機是根據電磁力定律工作的，利用通電導體在磁場中受電磁力的作用而旋轉的，其轉動過程如圖5-9所示。
電刷A、B接上直流電源，電流從正電刷B流入，由負電刷A流出，在圖5-9所示瞬時，線圈中電流方向為d→a。根據電磁力定律，用左手定則可判斷電樞線圈將受到順時針方向的轉矩作用，該轉矩稱為電磁轉矩。當電樞轉過半周時，線圈有效邊dc處于N極下，ab處于S極下，但在線圈中流過的電流方向也改變了，從a→d。所以，由左手定則可知，線圈仍然受到順時針方向電磁轉矩作用。電樞始終保持同一旋轉方向。
直流電動機的電樞實際上是由許多線圈組成的，這些線圈產生的電磁轉矩不但驅動電樞旋轉，還可帶動轉軸上的機械負載。
2、直流電機工作原理
從直流電機直流電源引入來看，共有直流電源正極兩路、負極一路引入電機接線盒內。其中一路正極電源接入電機定子繞組中，另一路正極電源接入電樞繞組中，兩路正極電源共用一路負極電源，從而構成定子繞組通路和電樞繞組通路。當直流電機啟動開關合上時，在
圖5-9 直流電動機工作原理圖
定子繞組上將產生一個固定的永磁鐵性質的N、S兩極的主磁極磁場。由于電樞繞組是由多條支路所構成，且每條支路通過換向器、電刷構成通路。當另一路直流電源經電刷、換向器引入電樞繞組中，由左手定則可判斷，此時電樞繞組受一驅動電磁力矩的作用，使電機轉子旋轉，在電機轉子旋轉時，電樞繞組切割主極磁場，在電樞繞組中將產生一交變電樞電動勢，從而感應電流，建立電樞磁動勢, 從而在氣隙中電樞磁動勢對主極磁場起到去磁作用，使氣隙削弱，為維持氣隙磁場不變，主極磁場將加大激磁電流來維持氣隙磁場，從而使電機電流加大，直到電機穩定運行，這種電樞反應才達到平衡。這就是我們所看到的，在起動電機時，電流表的指示在不斷的升高，直到起動正常后，電流表的指示才穩定不動。
在直流電機電樞繞組每條支路旋轉90°時，每條支路上下兩邊中流過的直流電流要發生一次交變（其性質相當于交流電），此交變電流就是靠換向器的作用，使電刷正負兩端流入、流出的電流極性始終保持不變，從而起到將電樞繞組內部的交流電動勢轉換為電刷間的直流電動勢。
直流電機運行時最重要的一個問題是換向問題，即當電樞旋轉時，組成電樞繞組每條支路的繞組元件，在依次循環地輪換，即繞組元件從一條支路經過電刷時被短路，隨后將轉入另一支路。由于被電刷分割的相鄰支路中繞組元件的電流方向是相反的，因此在繞組元件由一條支路經電刷短路后轉入另一條支路的短暫過程中，繞組元件里的電流就要改變一次方向，被電刷短路的繞組元件內電流改變方向的過程稱之換向。從一條支路轉入另一條支路而被電刷短路的繞組元件稱為換向元件。由于換向元件換向周期短，同時由于換向元件自感和互感的影響，必然在換向元件中產生一電抗電動勢及電樞反應電動勢，此兩電動勢將阻礙換向元件中的電流變化，從而在換向元件和電刷間產生一換向火花。如不能及時消除此換向火花，將有威脅電機安全運行及燒毀電機的危險。
因此必須采取措施，消除換向火花，通常在直流電動機上裝設換向極，就是用來改善換向時換向電流的影響。換向極一般裝設在主磁極之間的幾何中心線上，且與電樞繞組串聯，極性相反的連接，使得換向極磁場的大小與電樞電流的大小成正比，并在換向區域內建立與電樞反應電動勢和電抗電動勢方向相反的換向磁場，從而在換向元件中產生換向電動勢來抵消電抗電動勢和電樞電動勢，從而減小或削弱電機工作時換向器表面上的火花，保證電機安全可靠的運行。
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