航天公开课直流电动机的工作原理思维导图

是按通电导线在磁场中的受力，即最简单的电磁力安培定律的工作原理进行工作的

F—电磁力；B—磁感应强度；l—导线在磁场中的有效长度；I—导线中通过的电流

可用左手定则判别导线受力的方向。为维持电枢的连续转动

直流电动机上还需要设置在适当位置为电枢电流换向的装置

普通直流电动机的换向是依靠电刷来完成的，电刷换向装置的工作原理

电枢线圈“1”的两端接在换向片“2”上，换向片通过电刷“3”与外部直流电源接通

电枢线圈通入电流、在磁场中受力转动后，线圈两端的换向片不断交替与电刷接触

使工作在一定位置的线圈导线的电流方向保持不变，达到电流换向的目的

能够比较密切而平滑地接触，许多直流电动机电刷的压紧方向并不通过电枢的轴线

这种直流电动机只能朝一个固定的方向转动，而不允许反转，在使用直流电动机时应特别注意

与步进电动机激磁绕组类似，直流电动机电枢线圈也是一种感性负载

也有不容易建立电流和一旦存在电流后又不容易消失（电流惯性）的特性

所以在电刷换向时，容易在电刷和换向片之间产生电弧放电现象

引起电刷的磨损、电火花电磁干扰等问题，给直流电动机的应用造成一定的问题

由励磁线圈或恒磁材料形成磁场，由于新型恒磁材料的磁场强度越来越高、成本越来越低

现代更多的中小功率直流电动机已经不再采用励磁线圈的结构

而控制电动机工作力矩的唯一参数就是电枢（转子）中所通的电流

T—直流电动机的输出转矩；K T —与直流电动机结构和磁场性质相关的转矩常数

i a —电枢线圈中通过的电流

和送入电枢线圈的电流呈十分简单的线性比例关系

只要磁场充分强、线圈的匝数足够多或者电动机的电枢线圈能够允许通过相当大的电流

电动机的输出转矩能力与它运转过程中的转速没有丝毫的联系

因此与其他电气动力源相比，直流电动机的控制将十分简单

它的体积小、输出功率大、起动转矩大、工作效率高、过载能力强、动态特性好、控制方便

因此，在很多要求比较高的调速控制系统中，仍然选用直流电动机作为主要动力源

随着现代科学技术、材料和工艺新技术的不断发展，直流电动机技术的发展也十分迅猛

虽然直流伺服电动机的基本工作原理和普通直流电动机完全一样

但普通直流电动机电枢的转动惯量比较大、输出转矩相对较小

尤其在低转速的条件下，普通直流电动机的动态特性明显不能满足工作要求

可控性好，有控制电压信号时，电动机在转向和转速上应能做出正确的反应

控制电压信号消失时，电动机应能可靠停转

响应快，电动机转速的高低和方向随控制电压信号的改变而快速变化

反应灵敏，即要求电机时间常数小，启动转矩大

机械特性线性度好，调速范围大，转速稳定

控制功率小，空载始动电压低（从静止到连续转动的最小电压）

直流伺服电动机可以作为驱动电动机应用，如一些小型装置中应用的永磁式直流电机