直流电动机工作原理与结构 直流电动机工作原理与结构 图 1 直流电动机模型 图 1 是一个最简单的直流电动机模型。在一对静止的磁极 N 和 S 之间，装设一个可以绕 Z-Z'轴而转动的圆柱形铁芯，在它上面装有矩形的线圈 abcd。这个转动的部分通常叫做电枢。线圈的两端 a 和 d 分别接到叫做换向片的两个半圆形铜环 1 和 2 上。换向片 1 和 2 之间是彼此绝缘的，它们和电枢装在同一根轴上，可随电枢一起转动。A 和 B 是两个固定不动的碳质电刷，它们和换向片之间是滑动接触的。来自直流电源的电流就是通过电刷和换向片流到电枢的线圈里。 图 2 换向器在直流电机中的作用 当电刷 A 和 B 分别与直流电源的正极和负极接通时，电流从电刷 A 流入，而从电刷 B 流出。这时线圈中的电流方向是从 a 流向 b，再从 c 流向 d。我们知道，载流导体在磁场中要受到电磁力，其方向由左手定则来决定。当电枢在图 7-5（a）所示的位置时，线圈 ab 边的电流从 a 流向 b，用表示，cd 边的电流从 c 流向 d，用⊙表示。根据左手定则可以判断出，ab 边受力的方向是从右向左，而 cd 边受力的方向是从左向右。这样，在电枢上就产生了反时针方向的转矩，因此电枢就将沿着反时针方向转动起来。 当电枢转到使线圈的 ab 边从 N 极下面进入 S 极，而 cd 边从 S 极下面进入 N 极时，与线圈 a 端联接的换向片 1 跟电刷 B 接触，而与线圈 d 端联接的换向片 2 跟电刷 A 接触，如图 2（b）所示。这样，线圈内的电流方向变为从 d 流向 c，再从 b 流向 a，从而保持在 N 极下面的导体中的电流方向不变。因此转矩的方向也不改变，电枢仍然按照原来的反时针方向继续旋转。由此可以看出，换向片和电刷在直流电机中起着改换电枢线圈中电流方向的作用。 图 1 所示的直流电动机，只有一匝线圈，它所受到的电磁力是很小的，而且有较大的脉动。如果由直流电源流入线圈的电流大小不变，磁极磁密在垂直于导体运动方向的空间按正弦规律分布，电枢为匀速转动时，此电机有电流和磁场产生的电磁转矩随时间变化的波形，如图 3 所示。由图可以看出，转矩是变化的，除了平均转矩外，还包含着交变转矩。为了克服这些缺点，实际的电动机都是由很多匝线圈组成，并且按照一定的联接方法分布在整个电枢表面上，通常称为电枢绕组。随着线圈数目的增加，换向片的数目也相应地增多，由许多换向片组合起来的整体叫做换...
