直流電動機 [1] 是將直流電能轉(zhuǎn)換為機械能的電動機。因其良好的調(diào)速性能而在電力拖動中得到廣泛應(yīng)用。直流電動機按勵磁方式分為永磁、他勵和自勵3類，其中自勵又分為并勵、串勵和復勵3種。當直流電源通過電刷向電樞繞組供電時，電樞表面的N極下導體可以流過相同方向的電流，根據(jù)左手定則導體將受到逆時針方向的力矩作用;電樞表面S極下部分導體也流過相同方向的電流，同樣根據(jù)左手定則導體也將受到逆時針方向的力矩作用。這樣，整個電樞繞組即轉(zhuǎn)子將按逆時針旋轉(zhuǎn)，輸入的直流電能就轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)子軸上輸出的機械能。由定子和轉(zhuǎn)子組成，定子：基座，主磁極，換向極，電刷裝置等;轉(zhuǎn)子(電樞)：電樞鐵心，電樞繞組，換向器，轉(zhuǎn)軸和風扇等。

1直流電機簡介

直流電機(DM)是指能將直流電能轉(zhuǎn)換成機械能(直流電動機)或?qū)C械能轉(zhuǎn)換成直流電能(直流發(fā)電機)的旋轉(zhuǎn)電機。它是能實現(xiàn)直流電能和機械能互相轉(zhuǎn)換的電機。當它作電動機運行時是直流電動機，將電能轉(zhuǎn)換為機械能;作發(fā)電機運行時是直流發(fā)電機，將機械能轉(zhuǎn)換為電能。

直流電機由轉(zhuǎn)子(電樞)、定子(勵磁繞組或者永磁體)、換向器、電刷等部分構(gòu)成，以其良好的調(diào)速性能以至于在矢量控制出現(xiàn)以前基本占據(jù)了電機控制領(lǐng)域的整座江山。但隨著交流電機控制技術(shù)的發(fā)展，直流電機的弊端也逐漸顯現(xiàn)，在很多領(lǐng)域都逐漸被交流電機所取代。但如今直流電機仍然占據(jù)著不可忽視的地位，廣泛用于對調(diào)速要求較高的生產(chǎn)機械上，如軋鋼機、電力牽引、挖掘機械、紡織機械，龍門刨床等等，所以對直流電機的了解和研究仍然意義重大。

直流電機結(jié)構(gòu)

如下圖，是直流電機結(jié)構(gòu)圖，電樞繞組通過換向器流過直流電流與定子繞組磁場發(fā)生作用，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。定子按照勵磁可分為直勵，他勵，復勵。電樞產(chǎn)生的磁場會疊加在定子磁場上使得氣隙主磁通產(chǎn)生一個偏角，稱為電樞反應(yīng)，通常加補償繞組使磁通畸變得以修正。

如圖所示給兩個電刷加上直流電源，如上圖(a)所示，則有直流電流從電刷 A 流入，經(jīng)過線圈abcd，從電刷 B 流出，根據(jù)電磁力定律，載流導體ab和cd收到電磁力的作用，其方向可由左手定則判定，兩段導體受到的力形成了一個轉(zhuǎn)矩，使得轉(zhuǎn)子逆時針轉(zhuǎn)動。如果轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到如上圖(b)所示的位置，電刷 A 和換向片2接觸，電刷 B 和換向片1接觸，直流電流從電刷 A流入，在線圈中的流動方向是dcba，從電刷 B 流出。

此時載流導體ab和cd受到電磁力的作用方向同樣可由左手定則判定，它們產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩仍然使得轉(zhuǎn)子逆時針轉(zhuǎn)動。這就是直流電動機的工作原理。外加的電源是直流的，但由于電刷和換向片的作用，在線圈中流過的電流是交流的，其產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的方向卻是不變的。

直流電機是磁場不動直流電機的工作原理，導體在磁場中運動;交流電機是磁場旋轉(zhuǎn)運動，而導體不動。

直流電動機分為定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組。定子繞組產(chǎn)生磁場。當通直流電時。定子繞組產(chǎn)生固定極性的磁場。轉(zhuǎn)子通直流電在磁場中受力。于是轉(zhuǎn)子在磁場中受力就旋轉(zhuǎn)起來。

直流電機構(gòu)造復雜。造價高。

2、無刷直流電機的工作原理

當給內(nèi)置霍耳傳感器接通電源時，這些霍耳傳感器將信號輸入到控制器，(其實這些信號間接反映了轉(zhuǎn)子所處的位置)控制器對這些信號經(jīng)過判斷之后，作出相應(yīng)的輸出，并給相應(yīng)的線圈通電，通電產(chǎn)生了磁場。

因為同性相斥，異性想吸的原理，定子和轉(zhuǎn)子就相對移動。

普通無刷電機的定子是線圈(上面連有霍耳傳感器)，于是轉(zhuǎn)子(磁鋼及輪子)受迫轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)子一轉(zhuǎn)動，內(nèi)置霍耳傳感器的輸出信號便發(fā)生改變，控制器又輸出不同方向的電流，而該輸出產(chǎn)生的磁場又剛好再次和固定磁場(磁鋼)同性相斥，異性相吸，結(jié)果再次迫使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，接著霍耳傳感器的輸出信號又再次發(fā)生改變。

。。。。。。這樣周而復使，輪子就不斷轉(zhuǎn)動(每次霍耳信號改變，控制器產(chǎn)生的電流方向要與電機所要求的一致才行，也就是相序要匹配，輪子才會朝一個方向運動)。

。

直流電機的結(jié)構(gòu)工作原理是什么?

由機械能轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娔艿碾姍C，稱為直流發(fā)電機;而由直 流電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的電機，稱為直流電動機。直流電動機具有優(yōu)良的調(diào)速特性，調(diào)速平滑、方便，調(diào)速范 圍廣;過載能力大，能承受頻繁的沖擊負載，可實現(xiàn)頻繁的無級 快速啟動、制動和反轉(zhuǎn);能滿足生產(chǎn)過程自動化系統(tǒng)各種不同的 特殊運行要求。雖然其制造成本和維護費用比交流電動機大，但 因交流電動機的調(diào)速性能至今還不能與直流電動機相比，因而直 流電動機在需要寬廣調(diào)速的場合和要求有特殊運行性能的自動控 制系統(tǒng)中，一直占有突出的地位。

有刷直流電機的工作原理是什么?

直流電機有定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成，定子上有磁極(繞組式或永磁式)，轉(zhuǎn)子有繞組，通電后，轉(zhuǎn)子上也形成磁場(磁極)，定子和轉(zhuǎn)子的磁極之間有一個夾角，在定轉(zhuǎn)子磁場(N極和S極之間)的相互吸引下，是電機旋轉(zhuǎn)。改變電刷的位子，就可以改變定轉(zhuǎn)子磁極夾角(假設(shè)以定子的磁極為夾角起始邊，轉(zhuǎn)子的磁極為另一邊，由轉(zhuǎn)子的磁極指向定子的磁極的方向就是電機的旋轉(zhuǎn)方向)的方向，從而改變電機的旋轉(zhuǎn)方向

電動機的定子繞組多做成三相對稱星形接法，同三相異步電動機十分相似。電動機的轉(zhuǎn)子上粘有已充磁的永磁體，為了檢測電動機轉(zhuǎn)子的極性，在電動機內(nèi)裝有位置傳感器。驅(qū)動器由功率電子器件和集成電路等構(gòu)成，其功能是：接受電動機的啟動、停止、制動信號，以控制電動機的啟動、停止和制動;接受位置傳感器信號和正反轉(zhuǎn)信號，用來控制逆變橋各功率管的通斷，產(chǎn)生連續(xù)轉(zhuǎn)矩;接受速度指令和速度反饋信號，用來控制和調(diào)整轉(zhuǎn)速;提供保護和顯示等等。

由于無刷直流電動機是以自控式運行的，所以不會象變頻調(diào)速下重載啟動的同步電機那樣在轉(zhuǎn)子上另加啟動繞組，也不會在負載突變時產(chǎn)生振蕩和失步。中小容量的無刷直流電動機的永磁體，現(xiàn)在多采用高磁能積的稀土釹鐵硼(Nd-Fe-B)材料。因此，稀土永磁無刷電動機的體積比同容量三相異步電動機縮小了一個機座號。

近三十年來針對異步電動機變頻調(diào)速的研究，歸根到底是在尋找控制異步電動機轉(zhuǎn)矩的方法，稀土永磁無刷直流電動機必將以其寬調(diào)速、小體積、高效率和穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速誤差小等特點在調(diào)速領(lǐng)域顯現(xiàn)優(yōu)勢。無刷直流電機因為具有直流有刷電機的特性,同時也是頻率變化的裝置,所以又名直流變頻,國際通用名詞為BLDC。

直流電機是能實現(xiàn)直流電能和機械能互相轉(zhuǎn)換的電機，主要結(jié)構(gòu)由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成，常見種類有直流發(fā)電機和直流電動機。接下來簡單介紹一下直流電機的優(yōu)點與缺點。

直流電機的優(yōu)點

1.控制性能好

2.速度容易調(diào)節(jié)

3.技術(shù)成熟

4.成本低

直流電機的缺點

1.轉(zhuǎn)換器和電刷獨立，速度提升不佳

2.電刷容易出故障

3.維修成本高