简述直流电动机的工作原理及结构（直流电动机原理与特点）

直流电动机是电机的主要类型之一。由于其具有良好的调速性能，在许多调速性能要求较高的场合，得到广泛使用。

1、直流电动机的工作原理：

通电导体在磁场的作用下会形成作用于电枢一个力矩，这个力矩在旋转电机里称为电磁转矩。如果此电磁转矩能够克服电枢上的阻转矩（摩擦力，负载阻力等），电枢就能旋转起来。如下图，电枢一经转动，由于换向器配合电刷对电流的换向作用，直流电流交替地由导体 黄色和蓝色导体 流入，使线圈边只要处于S极下，其中通过电流的方向总是由左侧电刷流入，而在N极下时，总是从右侧电刷流出。这就保证了每个极下线圈边中的电流始终是一个方向，从而形成一种方向不变的转矩，使电动机能连续地旋转。

2、直流电动机的特点

和其它类型电机相比，直流电动机主要有以下特点：

（1）直流电动机的调速范围宽广，调速特性平滑。

（2）直流电动机的励磁电流和电枢电流是相对独立的，方便控制。

（3）直流电动机过载能力较强，起动和制动转矩较大。

（4）直流电动机制造复杂，成本较高。

3、直流电机的分类

按结构及工作原理可分为无刷直流电动机和有刷直流电动机。

（1）无刷直流电动机：

无刷直流电动机是将普通直流电动机的定子与转子进行了互换。其转子为永久磁铁产生气隙磁通；定子为电枢，由多相绕组组成。在结构上，它与永磁同步电动机类似。无刷直流电动机定子的结构与普通的同步电动机或感应电动机相同，在铁芯中嵌入多相绕组(三相、四相、五相不等)，绕组可接成星形或三角形，并分别与逆变器的各功率管相连，以便进行合理换相。转子多采用钐钴或钕铁硼等高矫顽力、高剩磁密度的稀土料，由于磁极中磁性材料所放位置的不同，可以分为表面式磁极、嵌入式磁极和环形磁极。由于电动机本体为永磁电机，所以习惯上把无刷直流电动机也叫做永磁无刷直流电动机。

直流无刷霍尔电动机

（2）有刷直流电动机：

有刷电动机的2个刷(铜刷或者碳刷)是通过绝缘座固定在电动机后盖上直接将电源的正负极引入到转子的换相器上，而换相器连通了转子上的线圈，3个线圈极性不断的交替变换与外壳上固定的2块磁铁形成作用力而转动起来。由于换相器与转子固定在一起，而刷与外壳(定子)固定在一起，电动机转动时刷与换相器不断的发生摩擦产生大量的阻力与热量会导致有刷电机的效率低下，损耗大。但是它同样具有制造简单，成本低廉的优点。

直流有刷电动机