１．了解直流電機的特點、用途和分類，熟悉直流電機的基本工作原理。２．認識直流電機的外形和內部結構，熟悉各部件的作用。３．了解直流電機銘牌中型號和額定值的含義，掌握額定值的簡單計算。４．學會直流電動機的檢測、接線和簡單操作使用。學習目標

認識直流電機任務引入直流電機是實現直流電能與機械能之間相互轉換的電力機械，按用途可分為直流電動機和直流發電機兩類。將機械能轉變成直流電能的電機稱為直流發電機，如圖所示；將直流電能轉變成機械能的電機稱為直流電動機，如圖所示。作為一名電氣自動化專業技術人員必須熟悉直流電機的結構、工作原理和性能特點，掌握主要參數的分析計算，正確并熟練地操作使用直流電機。直流發電機直流電動機相關知識一、直流電機的特點和用途１．直流電機的特點直流電動機有優良的調速性能和啟動性能。而直流發電機則能提供無脈動的大功率直流電源，且輸出電壓可以精確地調節和控制。直流電機也有它顯著的缺點：一是制造工藝復雜，消耗有色金屬較多，生產成本高；二是直流電機在運行時由于電刷與換向器之間容易產生火花，因而可靠性較差，維護比較困難。２．直流電機的用途由于直流電動機具有良好的啟動和調速性能，常應用于對啟動和調速有較高要求的場合。直流發電機主要用作各種直流電源。二、直流電機的基本結構直流電機的外形和基本結構ａ）外形ｂ）基本結構１.定子部分（１）機座其作用有兩個：一方面是固定主磁極、換向極、端蓋等部件；另一方面是作為電機磁路的一部分（稱為磁軛）。直流電機的機座（２）主磁極主磁極的作用是產生氣隙磁場。主磁極由主磁極鐵心和主磁極繞組（勵磁繞組）構成，主磁極鐵心一般由1.0～1.5mm厚的低碳鋼板沖片疊壓而成，包括極身和極靴兩部分。極靴做成圓弧形，以使磁極下氣隙磁通較均勻。極身上面套有由絕緣銅線繞制而成的勵磁繞組，繞組中通入直流電流時即產生磁性，如圖所示。直流電機的主磁極（３）換向極換向極的作用是改善換向，減小火花。由鐵心和套在鐵心上的繞組構成。直流電機的換向極（４）電刷裝置電刷裝置如圖所示，它由電刷、刷握、刷桿、刷桿架、彈簧、銅辮構成。電刷的作用是與換向器配合將轉動的電樞繞組電路與外電路相連接，并把電樞繞組中的交流電轉變成電刷兩端的直流電，或者把電源的直流電轉變成電樞繞組中的交流電。直流電機的電刷裝置ａ）外形ｂ）結構２.轉子部分（１）電樞鐵心電樞鐵心的作用一方面是構成電機磁路的一部分，另一方面是嵌放電樞繞組。電樞鐵心一般用0.5mm厚、兩邊涂有絕緣漆的硅鋼片疊壓而成，以減小電樞旋轉時產生的渦流和磁滯損耗。電樞鐵心（２）電樞繞組電樞繞組的作用是產生感應電動勢和電磁轉矩，從而實現機、電能量的轉換。電樞繞組是電機的核心部件。電樞繞組由許多絕緣導線繞制的線圈組成，各線圈分別嵌放在不同的電樞鐵心槽中，電樞繞組每個線圈的兩個端頭接在不同的換向片上，按一定的規律構成閉合回路，如圖所示。電樞繞組（３）換向器它與電刷配合，在發電機中將電樞繞組中的交流電轉換為電刷間的直流電，起整流作用；在電動機中將電源的直流電轉換為電樞繞組中的交流電，保持電磁轉矩的方向不變。換向器是由許多帶有燕尾槽的楔形銅片組成的一個圓筒，銅片之間用云母片絕緣，由套筒、云母片和螺母緊固成一個整體，換向片與套筒之間要妥善絕緣。在中小型直流電機中最常用的是金屬套筒式換向器，如圖所示。換向器結構圖ａ）外形ｂ）結構（４）轉軸、支架和風扇

３.氣隙直流電機的轉子三、直流電機的勵磁方式和額定值１.直流電機的勵磁方式（１）他勵直流電機（２）并勵直流電機（３）串勵直流電機（４）復勵直流電機直流電機的勵磁方式ａ）他勵ｂ）并勵ｃ）串勵ｄ）復勵２．直流電機的銘牌和額定值直流電動機的銘牌（１）型號常見的電機產品系列見表。常見電機產品系列（２）額定值1）額定功率PN2）額定電壓UN3）額定電流IN直流發電機：直流電動機：4）額定轉速nN5）額定勵磁電壓UfN6）額定勵磁電流IfN四、直流電機的工作原理１．直流發電機的工作原理當原動機帶動直流發電機電樞旋轉時，在電樞繞組中產生方向交變的感應電動勢，通過電刷和換向器的作用，在電刷兩端輸出方向不變的直流電動勢。直流發電機工作原理圖ａ）燈亮ｂ）燈不亮ｃ）燈亮ｄ）燈不亮２．直流電動機的工作原理當直流電動機接入直流電源時，借助于電刷和換向器的作用，使直流電動機電樞繞組中流過方向交變的電流，從而使電樞產生恒定方向的電磁轉矩，保證了直流電動機朝一定的方向連續旋轉。直流電動機工作原理圖ａ）受電磁力，逆時針轉動ｂ）不受電磁力，慣性轉動ｃ）受電磁力，逆時針轉動ｄ）不受電磁力，慣性轉動３．直流電機的可逆原理同一臺電機，既能作發電機運行，又能作電動機運行的原理，稱為電機的可逆原理。任務實施一、任務準備二、認識、檢測并記錄直流電動機及相關設備的規格、量程和額定值三、繪制直流電動機工作的電路圖四、連接直流電動機工作電路五、通電啟動直流電動機