１．了解直流电机的磁场和电枢反应对电机工作的影响。
２．掌握电枢电动势和电磁转矩的基本概念。
３．熟悉直流电机的基本方程式和工作特性。
４．了解直流电机产生火花的原因和改善换向的方法。
５．学会直流发电机工作特性的测试方法。;任务引入;相关知识;直流电机的空载磁场;２．负载时的电枢磁场;３．电枢反应
（１）气隙磁场发生畸变每一磁极下，电枢磁场与主磁极磁场一半方向相同，一半方向相反。因此，主磁极磁场的一半被削弱，另一半被加强，此时磁场为零的物理中性线与几何中性线在位置上发生偏离。
（２）对主磁场起附加去磁作用在磁路不饱和时，主磁极磁场被削弱的数量恰好等于被加强的数量，因此负载时每极下的合成磁通量与空载时相同。;二、直流电机的电枢电动势和电磁转矩
１．电枢电动势;电枢电动势Ea可按下式计算：;２．电磁转矩
直流电机总的电磁转矩T的大小可以表示为：
在同一台直流电机中，电枢电动势常数和电磁转矩常数是恒定的，两者之间有如下关系：;三、直流电机的换向
１．换向过程
直流电机在工作时，绕组元件连续不断地从一条支路退出而进入相邻的支路。电枢绕组元件从一条支路经过电刷转入另一条支路，元件中的电流改变方向，称为换向。;２．产生火花的原因
直流电机的电路中由于存在电刷和换向器之间的动接触，因此在运行时难免会出现或多或少的火花。产生火花的原因是多方面的，除了电磁原因外，还有机械原因，换向过程中还伴随有电化学、电热等因素，它们互相交织在一起，所以相当复杂。;３．改善换向的方法
（１）安装换向极
换向极装设在相邻两个主磁极之间，换向极绕组产生的磁动势方向与电枢反应磁动势的方向相反，大小比电枢磁动势略大。;（２）正确移动电刷当电机运行于电动机状态时，电刷应逆着电枢旋转方向移动；而运行于发电机状态时，电刷则应顺着电枢旋转方向移动。
（３）正确选用电刷不同牌号的电刷具有不同的接触电阻，选择合适的电刷能改善换向。
（４）装设补偿绕组补偿绕组嵌置在主磁极表面的槽内，其中流过的是电枢电??，所以补偿绕组应与电枢绕组串联，其电流方向与对应磁极下电枢绕组的电流方向相反，显然它产生的磁动势与电枢反应磁动势方向相反，从而抵消了电枢反应的影响。;四、直流电机的基本方程式
１．直流发电机的基本方程式
他励发电机的励磁绕组是由其他直流电源提供电流的，其电枢在原动机驱动下旋转（输入机械能），切割励磁绕组的磁场产生感应电动势，通过换向器和电刷对外输送直流电能。;（１）电压方程式
（２）转矩方程式
（３）功率方程式
直流他励发电机的功率方程式为：;２．直流电动机的基本方程式
并励电动机的励磁绕组与电枢绕组并联，由同一直流电源供电。接通直流电源后，励磁绕组中流过励磁电流If，建立主磁场；电枢绕组中流过电枢电流Ia，电枢电流与主磁场作用产生电磁转矩T，使电枢朝转矩T的方向以转速n旋转，将电能转换为机械能，带动生产机械工作。;（１）电压方程式
（２）转矩方程式
（３）功率方程式
直流并励电动机的功率方程式如下：;五、直流发电机的工作特性
１．空载特性
直流他励发电机的空载特性是指当发电机转速为常数，电枢电流Ia=0时，发电机端电压U0与励磁电流If之间的关系，即U0=f(If)，空载特性可用其曲线来表示。;２．外特性
直流他励发电机的外特性是指转速不变、励磁电流不变时，输出端电压U与负载电流Ia之间的关系，即当n=常数，If=常数时，U=f(Ia)的关系。;３．调整特性
直流他励发电机的调整特性是指保持转速和端电压不变，即n=nN、U=UN时，If=f（Ia）的关系曲线。;六、直流并励发电机的自励过程
直流并励发电机建立电压的过程为：当原动机驱动发电机以额定转速nN旋转时，因为主磁极有剩磁Фr，电枢绕组切割此剩磁通产生电枢电动势Er；此Er在励磁回路中产生励磁电流If1。如果极性正确，If1在磁路里产生的磁通与剩磁通Φr方向一致，这样主磁路里的总磁通将增加为Φ1(Φ1Φr)，于是电枢绕组切割Φ1产生电枢电动势E1(E1Er)，E1又产生励磁电流If2(If2If1)。当Φ趋于饱和时，E也趋于稳定，直到工作点A时，由U0产生的励磁电流为If0，而If0也是产生U0所需的励磁电流，因此A点是个稳定工作点。整个过程如图所示。直流并励发电机这种自己建立工作电压的过程叫自励。;直流并励发电机的接线图;（１）电机必须有剩磁。
（２）励磁绕组的接线与电枢旋转的方向必须正确配合，使励磁电流产生的磁通方向与剩磁通方向一致。
（３）励磁回路的总电阻应小于与发电机转速相对应的临界电阻。;任务实施;总结测评;任务实施考核