直流電機(jī)是將電能轉(zhuǎn)變?yōu)檩S上輸出的機(jī)械能的電磁轉(zhuǎn)換裝置。由定子繞組通入直流勵(lì)磁電流,產(chǎn)生勵(lì)磁磁場(chǎng),主電路引入直流電源,經(jīng)碳刷(電刷)傳給換向器,再經(jīng)換向器將此直流電轉(zhuǎn)化為交流電,引入電樞繞組,產(chǎn)生電樞電流(電樞磁場(chǎng)),電樞磁場(chǎng)與勵(lì)磁磁場(chǎng)合成氣隙磁場(chǎng),電樞繞組切割合成氣隙磁場(chǎng),產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。這是直流電機(jī)的基本工作原理。
右圖為簡(jiǎn)單的兩*直流電機(jī)模型,由主磁*(勵(lì)磁線圈)、電樞(電樞線圈)、電刷和換向片等組成。固定部分(定子)上,裝設(shè)了一對(duì)直流勵(lì)磁的靜止的主磁級(jí)N、S,主磁級(jí)由勵(lì)磁線圈的磁場(chǎng)產(chǎn)生;旋轉(zhuǎn)部分(轉(zhuǎn)子)上,裝調(diào)電樞鐵芯與電樞繞組。電樞電流由外供直流電源所產(chǎn)生。定子和轉(zhuǎn)子之間有一氣隙。電樞線圈的*、末端分別連接于兩個(gè)圓弧型的換向片上,換向片之間互相絕緣,由換向片構(gòu)成的整體稱為換向器。換向片固定在轉(zhuǎn)軸上,與轉(zhuǎn)軸也是絕緣的。在換向片上放置著一對(duì)固定不動(dòng)的電刷,當(dāng)電樞旋轉(zhuǎn)時(shí),電樞線圈通過(guò)換向片和電刷與外電路接觸(引入外供直流電源)。
直流電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí),將直流電源接住在兩刷之間,電流方向?yàn)椋篘級(jí)下有效邊電流總是一個(gè)方向,而S級(jí)上有效邊中電流總是另一個(gè)方向,兩邊上受到的電磁力方向一致,電樞因而轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)線圈有效邊從N級(jí)下(S級(jí)上)轉(zhuǎn)到S級(jí)上(N*下)下時(shí),其中電流方向由于換向片而同時(shí)改變,而電磁力方向不變,使電樞受到一個(gè)方向不變的電磁轉(zhuǎn)矩,因而電機(jī)連續(xù)運(yùn)行。