;1.1直流电机的基本工作原理
1.1.1直流发电机的基本工作原理
直流发电机的工作原理是基于电磁感应定律的。电磁感应定律告诉我们，在均匀磁场中，当导体切割磁感应线时，导体中就有感应电动势产生。若磁感应线、导体及其运动方向三者
相互垂直，则导体中产生的感应电动势e的大小为
e=Bxlv (1-1);;例1.1如图1-1中的直流发电机，若顺时针旋转，电刷两端的电动势极性有何变化?还有什么因素会引起同样的变化？
答在图1-1(a)所示位置，当直流发电机顺时针旋转时，用右手定则可判断出线圈中感应电流的方向为a→b→c→d，通过换向片与电刷的滑动接触可知，电刷B为正极性，电刷A为负极性。所以改变直流发电机电枢旋转方向就可以改变输出电动势的极性。
由右手定则可知，决定感应电动势方向的因素有两个：
一是导体切割磁感应线的方向(电枢转向)，二是磁场极性。
所以，改变磁场的极性也可使直流发电机输出电动势的极性
改变。;1.1.2直流电动机的基本工作原理
直流电动机的工作原理是基于安培定律的。若均匀磁场
Bx与导体相互垂直，且导体中通以电流i，则作用于载流导体上的安培力或电磁力f为
f=Bxli(1-2);;例1.2电动机拖动的生产设备常常需要作正转和反转的运动，例如龙门刨床工作台的往复运动、电力机车的前行和倒退等，那么图1-2所示的直流电动机怎样才能顺时针旋转呢？
答对于图1-2，电动机顺时针旋转时需获得一个顺时针方向的电磁转矩，由左手定则可知，电磁力的方向取决于磁场极性和导体中的电流方向，所以，直流电动机获得反转的方法有两个：一是改变磁场极性；二是改变电源电压的极性，使流过导体的电流方向改变。若二者同时改变，则电动机转向不变。;综上所述，可以看出：一台直流电机既可以作为电动机运行，又可以作为发电机运行，这主要取决于不同的外部条件。若将直流电源加在电刷两端，电机就能将直流电能转换为机械能，作电动机运行；若用原动机拖动电枢旋转，输入机械能，电机就将机械能转换为直流电能，作发电机运行。这种运行状态的可逆性称为直流电机的可逆运行原理。实际的直流发电机
和直流电动机，因为设计制造时考虑了长期作为发电机或电动机运行性能方面的不同要求，在结构上稍有区别，所以并不像理论上分析的那样完全可逆。;1.2直流电机的基本结构与铭牌
1.2.1直流电机的基本结构
直流电机在结构上主要由两部分组成：①静止部分，即定子；②转动部分，即转子或电枢。定子和转子之间留有一定的间隙，称为气隙。其结构如图1-3所示。图1-4是直流电机的主要部件图，图1-5是直流电机径向剖面示意图。下面简要介绍直流电机主要部件的结构及其作用。;;;;1.定子部分
1)主磁极
主磁极的作用是产生气隙磁场。主磁极由主磁极铁芯和励磁绕组两部分组成，通过螺钉固定在机座上，如图1-6所示。;;2)换向极
换向极又叫附加极，也是由铁芯和绕组组成的，如图1-7所示。;;3)电刷装置
电刷装置主要由电刷、刷握、刷杆、刷杆座及压紧弹簧等零件构成，如图1-8所示。;;4)机座
机座通常用铸铁、铸钢或钢板焊接而成。机座中传导磁通的部分称为磁轭。机座的主要作用有三个：一是作为磁轭传导磁通，是电机磁路的一部分；二是用来固定主磁极、换向极
和端盖等部件；三是借助机座的底脚把电机固定在基础上。所以机座必须具有足够的机械强度和良好的导磁性能。;2.转子部分
1)电枢铁芯
电枢铁芯由硅钢片叠成。为了减小涡流损耗，电枢铁芯
通常采用0.35～0.5mm厚且两面涂有绝缘漆的硅钢冲片叠压
而成。有时为了加强电机冷却，在电枢铁芯上冲制轴向通风孔，在较大型电机的电枢铁芯上还设有径向通风道，用通风道将铁芯沿轴向分成数段。整个铁芯固定在转轴上，与转轴一起旋转。电枢铁芯及冲片形状如图1-9所示，电枢边缘的槽供安放电枢绕组用。;;2)电枢绕组
电枢绕组的作用是产生感应电动势和电磁转矩，使电机实现机电能量的转换。
电枢绕组通常是由许多线圈按一定的规律连接而成的。这种线圈通常用高强度漆包圆铜线或扁铜线绕制而成，放置于电枢铁芯槽中(线圈与槽之间有槽绝缘)，并用槽楔封口，以防
止运转时抛出。伸出槽外的绕组端部，也用玻璃丝带扎紧，