问题：直流马达的工作原理


{zh0}答案： 直流电机的基本工作原理

        直流励磁的磁路在电工设备中的应用，除开直流电磁铁（直流替续器、直流接触器等）外，最重要的就是应用在直流扭转电机中。在发电厂里，同步发电机的励磁机、蓄干电池的充电机等，都是直流发电机；锅炉给粉机的原动机是直流马达。这个之外，在许多工业部分，例如大型轧钢设备、大型紧密机床、矿井卷扬机、市内电车、电缆设备要求严酷线速率相符的地方等，凡是都采用直流马达作为原动机来拖施工作机械的。直流发电机凡是是作为直流电源，向负载输出电能；直流马达则是作为原动机动员各种生产机械工作，向负载输出机械能。在控制体系中，直流电机另有其它的用途，例如测速电机、伺服电机等。虽则直流发电机和直流马达的用途各不同，但是它们的结构基本上同样，都是哄骗电和磁的彼此效用来实现机械能与电能的彼此转换。
      
直流电机的{zd0}弱点就是有电流的换向问题，消耗有色金属较多，成本高，运行中的维护检查修理也比较麻烦。因此，电机制造业中正在努力改善交流马达的调速机能，并且大量取代直流马达。不外，近年来在哄骗可控硅整流装配取代直流发电机方面，已经取患了很猛进展。包括直流电机在内的一切扭转电机，现实上都是依据我们所知道的两条基来历根底则制造的。一条是：导线割切磁通产生感到电动势；另一条是：载流导体在磁力场中遭到电磁性的效用。因此，从结构上来看，不论什么电机都包括磁力场部分和电路部分。从上面所说的原理可见，不论什么电机都表现着电和磁的彼此效用，是电、磁这两个抵牾着的对立面的同一。我们在这一章里讨论直流电机的结构和工作原理，就是讨论直流电机中的“磁”和“电”如何彼此效用，彼此制约，和表现二者之间彼此瓜葛的物理量和征象（电枢电动势、电磁转矩、电磁功率、电枢反应等）。

1、 直流发电机的基本工作原理
直流发电机和直流马达具备不异的结构，只是直流发电机是由原动机（通常为交流马达）拖动扭转而发电。可见，它是把机械能变为电能的设备。直流马达则接在直流电源上，拖动各种工作机械（机床、泵、电车、电缆设备等）工作，它是把电能变为机械能的设备。但是，时下已经有可控硅整流装配替代了直流发电机，为了能使大家更好的理解直流马达，有必要同时讲评一下直流发电机的原理。

我们首先来观察直流发电机是怎样工作的。
如图1所示，电刷A、B别离与两个半园环接触，这时A、B两电刷之间输出的是直流电。我们再来看看这时线圈在磁极之间运动的环境。从图1（a）可以看出，当线圈的ab边在N极范围内按逆时针标的目的运动时，应用发电机右手定章，这时所产生的电动势是从b指向a。这时线圈的cd边则是在S极范围内按逆时针标的目的运动，依据发电机右手定章可以判断，cd边中的感到电动势标的目的是从d指向c。从全般线圈来看，感到电动势的标的目的是d-c-b-a。因此，和线圈a端连接的铜片1和电刷A是处于正电位；而和线圈的d端连接的铜片2和电刷B是处于负电位。要是接通外电路，那么电流就从电刷A经负载流入电刷B，与线圈一起构成闭合的电流通路。

当线圈的ab边转到S极范围内时，cd边就转到N极范围内（图1，b），用右手定章判断可以知道，这时线圈cd边中产生的电动势标的目的是从c到d，而ab边转到了S极范围内，其触电动势的标的目的则是有a到b。因为电刷在空间是不动的，因此和线圈d端连接的铜片2和电刷A接触，它的电位仍然是正。而与线圈a端连接的铜片1则和电刷B接触，它的电位仍然是负。接通外电路时，电流仍然是从电刷A经负载流入电刷B，与线圈一起构成闭合的电流通路。不外，要注意到这时线圈内的电流已经逆向了。

由此可知，当线圈不断地扭转时，虽则与两个电刷接触的线圈边不断的变化，但是，电刷A始终是正电位，电刷B始终是负电位。因此，有两电刷引出的是具备永恒固定标的目的的电动势，负载上获患上的是永恒固定标的目的的电压和电流。也就是说，尽管线圈abcd中感到电动势的标的目的不断交变，但是电刷A老是和居于N极范围内的线圈边接触，电刷B老是和居于S极范围内的线圈边相接触，它们的极性始终稳定。于是，线圈中的交流电颠末铜片和电刷整流后，便成为外电路中的直流电了。这两个半圆形的铜片就叫做换向片，它们合在一起叫做换向器。

二、 直流马达的基本工作原理
上面已经讨论了直流发电机的工作原理，现在再来讨论直流马达是怎样工作的。

要是直流电机的转子不消原动机拖动，而把它的电刷A、B接在电压为U的直流电源上（如图2所示），那么会发生啥子样的环境呢？从图上可以看出，电刷A是正电位，B是负电位，在N极范围内的导体ab中的电流是从a流向b，在S极范围内的导体cd中的电流是从c流向d。前边已经说过，载流导体在磁力场中要遭到电磁性的效用，因此，ab和cd两导体都要遭到电磁性Fde的效用。按照磁力场标的目的和导体中的电流标的目的，哄抬起一条腿上马达左手定章判断，ab边受力的标的目的是向左，而cd边则是向右。因为磁力场是均匀的，导体中流过的又是不异的电流，所以，ab边和cd边所受电磁性的巨细相等。如许，线圈上就遭到了电磁性的效用而按逆时针标的目的转一下了。当线圈转到磁极的中性面上时，线圈中的电流等于零，电磁性等于零，但是因为惯性的效用，线圈接续转一下。线圈转过半州然后，虽则ab与cd的位置更调了，ab边转到S极范围内，cd边转到N极范围内，但是，因为换向片和电刷的效用，转到N极下的cd边触电流标的目的也变了，是从d流向c，在S极下的ab边中的电流则是从b流向a。因此，电磁性Fdc的标的目的仍然稳定，线圈仍然受力按逆时针标的目的转一下。可见，别离居于N、S极范围内的导体中的电流标的目的老是稳定的，因此，线圈两个边的受力标的目的也稳定，如许，线圈就可以按照受力标的目的不断的扭转了，通过齿轮或皮带等机构的传动，便可以动员其它工作机械。

从以上的分析可以看到，要使线圈按照肯定似的标的目的扭转，关键问题是当导体从1个磁极范围内转到另1个异性磁极范围内时（也就是导体颠末中性面后），导体触电流的标的目的也要同时转变。换向器和电刷就是完成这个任务的装配。在直流发电机中，换向器和电刷的任务是把线圈中的交流电变为直流电向外输出；而在直流马达中，则用换向器和电刷把输入的直流电变为线圈中的交流电。可见，换向器和电刷是直流电机中不可缺少的关键生殖器件。
       
当然，在现实的直流马达中，也不只有1个线圈，而是有许多个线圈牢固地嵌在转子铁芯槽中，当导体中通电流通过流、在磁力场中因受力而转一下，就动员全般转子扭转。这就是直流马达的基本工作原理。
比较直流发电机和直流马达的工作原理可以看出，它们的输入和输出的能量形式不同的。正如前边已经说过，直流发电机由原动机拖动，输入的是机械能，输出的是电能；直流马达则是由直流电源供电，输入的是电能，输出的是机械能。


其它回答2：        直流马达的工作原理大抵应用了“通电导体在磁力场中受力的效用”的原理，励磁线圈两个端线同有相反标的目的的电流，使全般线圈产生绕轴的扭转力，使线圈转一下。
　　要使电枢遭到1个标的目的稳定的电磁转矩，关键在于：当线圈边在不同极性的磁极下，如何将流过线圈中的电流标的目的及时地加以变换， 即进行所谓“换向”。 为此必需加多1个叫做换向器的装配，换向器共同电刷可包管每1个极下线圈边触电流始终是1个标的目的，就可以使马达能持续的扭转,这就是直流马达的工作原理