直流电动机的工作原理是怎么样的？
直流电动机的工作原理是将直流电源通过电刷接通电枢绕组，使电枢导体有电流流过。电机内部有磁场存在，载流的转子（即电枢）导体将受到电磁力 f 的作用 f=Blia （左手定则）。所有导体产生的电磁力作用于转子，使转子以n(转/分)旋转，以使拖动机械负载。
由于电机电枢回路电阻和电感都较小，而转动体具有一定的机械惯性，因此当电机接通电源后，起动的开始阶段电枢转速以及相应的反电动势很小，起动电流很大。最大可达额定电流的15～20倍。
这一电流会使电网受到扰动、机组受到机械冲击、换向器发生火花。因此直接合闸起动只适用于功率不大于4千瓦的电动机（起动电流为额定电流的6～8倍）。
为了限制起动电流，常在电枢回路内串入专门设计的可变电阻。在起动过程中随着转速的不断升高及时逐级将各分段电阻短接，使起动电流限制在某一允许值以内。这种起动方法称为串电阻起动，非常简单，设备轻便，广泛应用于各种中小型直流电动机中。
但由于起动过程中能量消耗大，不适于经常起动的电机和中、大型直流电动机。但对于某些特殊需要，例如城市电车虽经常起动，为了简化设备，减轻重量和操作维修方便，通常采用串电阻起动方法。
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直流电动机特性类型的选择：
(1) 恒转矩的生产机械(TL一定，和转速无关)要选硬特性的电动机，如：金属加工、起重机械等。
(2) 通风机械负载，机械负载 TL 和转速 n 的平方成正比。这类机械也要选硬特性的电动机拖动。
(3) 恒功率负载（P 一定时，T和n 成反比)，要选 软特性电机拖动。如：电气机车等。
参考资料来源：百度百科-直流电动机
直流发电机的工作原理就是把电枢线圈中感应的交变电动势，靠换向器配合电刷的换向作用，使之从电刷端引出时变为直流电动势的原理。
感应电动势的方向按右手定则确定（磁感线指向手心，大拇指指向导体运动方向，其他四指的指向就是导体中感应电动势的方向。）
导体受力的方向用左手定则确定。这一对电磁力形成了作用于电枢一个力矩，这个力矩在旋转电机里称为电磁转矩，转矩的方向是逆时针方向，企图使电枢逆时针方向转动。
如果此电磁转矩能够克服电枢上的阻转矩（例如由摩擦引起的阻转矩以及其它负载转矩），电枢就能按逆时针方向旋转起来。
当电枢转了180°后，导体 cd转到 N极下，导体ab转到S极下时，由于直流电源供给的电流方向不变，仍从电刷 A流入，经导体cd 、ab 后，从电刷B流出。这时导体cd 受力方向变为从右向左，导体ab 受力方向是从左向右，产生的电磁转矩的方向仍为逆时针方向。
因此，电枢一经转动，由于换向器配合电刷对电流的换向作用，直流电流交替地由导体 ab和cd 流入，使线圈边只要处于N 极下，其中通过电流的方向总是由电刷A 流入的方向，而在S 极下时，总是从电刷 B流出的方向。
这就保证了每个极下线圈边中的电流始终是一个方向，从而形成一种方向不变的转矩，使电动机能连续地旋转。这就是直流电动机的工作原理。
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在直流电动机中，电流并非直接接入线圈，而是通过电刷B1、B2和换向器再接入线圈。因为电刷B1、B2静止不动，电流总是从正极性电刷B1流入，经过旋转的换向片流入位于N极下的导体，再经过位于S极下的导体，由负极性电刷B2流出。
故当导体旋转而交替地处于N极和S极下时，导体中的电流将随其所处磁极极性的改变而同时改变其方向，从而使电磁转矩始终保持不变，使电枢向同一个方向旋转，这就是直流电动机的工作原理。
对直流发电机而言，当直流发电机在原动机的拖动下时，直流发电机的转子转动，电枢绕组不断切割不同磁极下的磁通，感应出交流电动势。
但是由于换向器和电刷的机械整流作用，电枢绕组两端的电动势和电压变成直流。通过接线端子，将电刷两端与直流负载相连接，直流发电机就能向负载提供直流电压和直流电流。
参考资料来源：百度百科-直流电动机
电机内部有磁场存在，载流的转子（即电枢）导体将受到电磁力f的作用f=Blia（左手定则）。
所有导体产生的电磁力作用于转子，使转子以n(转/分)旋转，以使拖动机械负载。直流电动机是将直流电能转换为机械能的电动机。
因其良好的调速性能而在电力拖动中得到广泛应用。直流电动机按励磁方式分为永磁、他励和自励三类，其中自励又分为并励、串励和复励三种。
按我理解应该都是异极相吸的原理。直流有刷电机，当电枢绕组通电瞬间会产生磁场，此磁场与主磁极相互作用（吸引）便使电机转子转动。
无刷直流电机之所以既能用直流电，又不用电刷，是因为有个电路专门来控制它各线圈的电流流动方向。这个电流换向电路最主要的部件是FET（场效应晶体管，Field-Effect Transitor）。可以把FET看作是开关。下图简单地将FET标为F0～F5。FET的“开合”是由单片机控制的。
而无刷直流电机的转子转动，根据物理的常识，大致就是磁极同极相斥。以N极为例，永磁体转子在80°的角度范围内斥力最大。S极同理。
由此叠加可得，永磁体转子受力最大的区域是N\S极中间的的区域。然后加上永磁体转子，就能理解无刷直流电机的转子转动情况了。
但是一个线圈，由于这个线圈转到不同位置时磁场是不相同的，导致了线圈所受的电磁力也一直在变，所以线圈转起来不稳定，忽快忽慢。所以可以通过多安装几个线圈来保证线圈受力均匀和稳定。
综上，直流电机的工作转动关键有三点：1、线圈绕组磁性 变化的时机，即电流换向的时机。它决定了转子转动的方向；2、霍尔传感器对永磁体转子所处位置的反馈；3、使用单片机产生的PWM波形，控制转子转动的速度决定。
直流电机是根据通电流的导体在磁场中会受力的原理来工作的。既电工基础中的左手定则。电动机的转子上绕有线圈，通入电流，定子作为磁场线圈也通入电流，产生定子磁场，通电流的转子线圈在定子磁场中，就会产生电动力，推动转子旋转。转子电流是通过整流子上的碳刷连接到直流电源的。
直流电动机是将直流电能转换为机械能的电动机。因其良好的调速性能而在电力拖动中得到广泛应用。直流电动机按励磁方式分为永磁、他励和自励3类，其中自励又分为并励、串励和复励3种。
当直流电源通过电刷向电枢绕组供电时，电枢表面的N极下导体可以流过相同方向的电流，根据左手定则导体将受到逆时针方向的力矩作用；电枢表面S极下部分导体也流过相同方向的电流，同样根据左手定则导体也将受到逆时针方向的力矩作用。
这样，整个电枢绕组即转子将按逆时针旋转，输入的直流电能就转换成转子轴上输出的机械能。由定子和转子组成，定子：基座，主磁极，换向极，电刷装置等；转子（电枢）：电枢铁心，电枢绕组，换向器，转轴和风扇等。
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直流电动机的性能与它的励磁方式密切相关，通常直流电动机的励磁方式有4种：直流他励电动机、直流并励电动机、直流串励电动机和直流复励电动机。掌握4种方式各自的特点 ：
1．直流他励电动机： 励磁绕组与电枢没有电的联系，励磁电路是由另外直流电源供给的。因此励磁电流不受电枢端电压或电枢电流的影响。
2．直流并励电动机: 电路并联，分流，并励绕组两端电压就是电枢两端电压，但是励磁绕组用细导线绕成，其匝数很多，因此具有较大的电阻，使得通过他的励磁电流较小。
3．直流串励电动机：电流串联，分压，励磁绕组是和电枢串联的，所以这种电动机内磁场随着电枢电流的改变有显著的变化。为了使励磁绕组中不致引起大的损耗和电压降，励磁绕组的电阻越小越好，所以直流串励电动机通常用较粗的导线绕成，他的匝数较少。
4．直流复励电动机：电动机的磁通由两个绕组内的励磁电流产生。
由于电机电枢回路电阻和电感都较小，而转动体具有一定的机械惯性，因此当电机接通电源后，起动的开始阶段电枢转速以及相应的反电动势很小，起动电流很大。最大可达额定电流的15～20倍。这一电流会使电网受到扰动、机组受到机械冲击、换向器发生火花。因此直接合闸起动只适用于功率不大于4千瓦的电动机（起动电流为额定电流的6～8倍） 。
为了限制起动电流，常在电枢回路内串入专门设计的可变电阻,其原理接线。在起动过程中随着转速的不断升高及时逐级将各分段电阻短接，使起动电流限制在某一允许值以内。这种起动方法称为串电阻起动，非常简单，设备轻便，广泛应用于各种中小型直流电动机中。
但由于起动过程中能量消耗大，不适于经常起动的电机和中、大型直流电动机。但对于某些特殊需要，例如城市电车虽经常起动，为了简化设备，减轻重量和操作维修方便，通常采用串电阻起动方法。
对容量较大的直流电动机，通常采用降电压起动。即由单独的可调压直流电源对电机电枢供电，控制电源电压既可使电机平滑起动，又能实现调速。此种方法电源设备比较复杂。
参考资料：百度百科-直流电动机
