摘要
近几十年来，随着电力电子技术、微电子技术及现代控制理论的发展，中、小功率电动机在工农业生产及人们的日常生活中都有极其广泛的的应用。在电动机的发展中首先发展的是直流电动机，直流电动机根据励磁方式的不同分为他励、并励、串励和复励四类，他们的运行特性也不尽相同，本文主要介绍在调速系统中用得最多的他励电动机。 关键词：直流他励电动机、主要结构、基本工作原理、运行特性、基本参数、应用前景
前言
电动机有直流电动机和交流电动机两大类，直流电动机虽不像交流电动机那样结构简单、制造容易、维护方便、运行可靠，但由于交流电动机的调速问题长期未能得到满意的解决，因此在过去一段时间内，直流电动机显示出交流电动机所不能比拟的良好的启动性能和调速性能，具有宽广的调速范围，平滑的无级调速特性，可实现频繁的无级快速启动、制动和反转；过载能力大，能承受频繁的冲击负载；能满足自动化生产系统中各种特殊运行的要求。而直流发电机则能提供无脉动的大功率直流电源，且输出电压可以精确地调节和控制。。目 前，虽然交流电动机的调速问题已经解决，但是，速度调节要求较高，正、反转和启、制动频繁或多单元同步协调运转的生产机械，仍采用直流电动机拖动。
但直流电机也有它显著的缺点：一是制造工艺复杂，消耗有金属较多，生产成本高；二是运行时由于电刷与换向器之间容易产生火花，因而可靠性较差，维护比较困难。所以在一些对调速性能要求不高的领域中己被交流变频调速系统所取代。但是在某些要求调速范围大、快速性高、精密度好、控制性能优异的场合，直流电动机的应用目前仍占有较大的比重。
1、 主要结构
直流电动机分为两部分：定子与转子。
定子包括：主磁极，机座，换向极，电刷装置等。
转子包括：电枢铁芯，电枢绕组，换向器，轴和风扇等。
定子和转子之间由空气隙分开。
（1）定子
定子就是发动机中固定不动的部分，它主要由主磁极、机座和电刷装置组成。主磁极是由主磁极铁芯（极心和极掌）和励磁绕组组成，其作用时用来产生磁场。极心上放置励磁绕组，极掌的作用是使电动机空气隙中磁感应强度分配最为合理，并用来阻挡励磁绕组。主磁极用硅钢片叠成，固定在机座上。机座也是磁路的一部分，常用铸钢制成。电刷是引入电流的装置，其位置固定不变。它与转动的交换器作滑动连接，将外加的直流电流引入电枢绕组中，使其转化为交流电流。
直流电动机的磁场是一个恒定不变的磁场，是由励志绕组中的直流电流形成的磁场方向和励磁电流的关系由右螺旋法则确定。
在微型直流电动机中，也有用永久磁铁作磁极的。
（2）转子
转子是电动机的转动部分，主要由电枢和换向器组成。电枢是电动机中产生感应电动势的部分，主要包括电枢铁芯和点数饶组。电枢铁芯成圆柱形，由硅钢片叠成，表面冲有槽，槽中放电枢绕组。通有电流的电枢绕组在磁场中受到电磁力矩的作用，驱动转子旋转，起了能量转换的枢纽作用，故称“电枢”。
换向器又称整流子，是直流电动机的一种特殊装置。它是由楔形铜片叠成，片间用云母垫片绝缘。换向片嵌放在套筒上，用压圈固定后成为换向器再压装，在转轴上电枢绕组的导线按一定的规则焊接在换向片突出的叉口中。
在换向器表面用弹簧压着固定的电刷，使转动的电枢绕组得以同外电路连接起来，并实现将外部直流电流转化为电枢绕组内的交流电流。
2、基本工作原理焗油机
直流电从两电刷之间通入电枢绕组，电枢电流方向如图所示。由于换向片和电源固定联接，无论线圈怎样转动，总是S极有效边的电流方向向里, N极有效边的电流方向向外。电动机电枢绕组通电后中受力(左手定则)按顺时针方向旋转。线圈在磁场中旋转，将在线圈中产生感应电动势。由右手定则，感应电动势的方向与电流的方向相反。
（1） 电枢感应电动势
E=Kkuse006en
式中：Ke —―与电机结构有关的常数
n —―电动机转速（r/min）
—―一对磁极的磁通(Wb)
由图可知，电枢感应电动势粉体输送阀E与电枢电流或外加电压方向总是相反，所以称反电势。 （2）电枢回路电压平衡式
U=E+IaRa按键测试机=Ken+IaRa
式中：U —―外加电压
Ra —―绕组电阻
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（3）电磁转矩
直流电动机电枢绕组中的电流(电枢电流Ia)与磁通undefined相互作用，产生电磁力和电磁
转矩，直流电机的电磁转矩公式为
T=KtIa
Kt—―与电机结构有关的常数,Kt=9.55Ke
—―线圈所处位置的磁通(Wb)
Ia—―电枢绕组中的电流（A）
（4）转矩平衡关系
电动机的电磁转矩T为驱动转矩, 它使电枢转动。在电机运行时，电磁转矩必须和机械负载转矩及空载损耗转矩相平衡，即
T=T2+T0
T2—―机械负载转矩
T0—―空载转矩
转矩平衡过程
当电动机轴上的机械负载发生变化时，通过电动机转速、电动势、电枢电流的变化，电磁转矩将自动调整，以适应负载的变化，保持新的平衡。
3、运行特性
（1）启动特性
电动机的启动就是施电于电动机，使电动机转子转动起来，达到所要求的转速后正常运转的过程。对直流电动机而言，启动时n=0，得E=Ke肩扛式摄像机 n=0，则
这样大的启动电流会使电动机在换向过程中产生危险的电火花，烧坏整流子。而且，过大的电枢电流产生过大的电动应力，可能引起绕组的损坏。同时，产生与启动电流成正比例的启动转矩，会在机械系统和传动结构中产生过大的动态转矩冲击，使机械传动部件损坏。因此直流电动机不允许在额定电压UN下直接启动。
限制直流电动机的启动电流，一般有两种方法：
①降压启动法：在启动瞬间，降低供电电源电压。随着转速n的升高，反电动势E增大，再逐步提高供电电压，最后达到额定电压UN时，电动机达到所要求的转速。目前基本采用可控硅整流电源作为调压电源。此启动方法，启动电流小，启动平稳，启动能耗小。
②电枢串电阻启动法：此时启动电流
随着电机转速n的提高，反电动势E增大，再逐步切除外加电阻一直到全部切除，电动机达到所要求的转速。
如图所示为具有三段启动电阻的启动特性，T1、T2分别称为尖峰（最大）转矩和换接（最小）转矩。
