直流电动机仿真研究

一、直流电动机的工作原理、结构、基本电磁关系图1表示一台最简单的两极直流电动机模型，它的固定部分（定子）上，装有一对用直流励磁的主磁极N和S，在旋转部分（转子）上装设电枢。定子与转子之间有一气隙。电枢

一、直流电动机的工作原理、结构、基本电磁关系 1 图表示一台最简单的两极直流电动机模型，它的固定部分（定子）上，装 NS 有一对用直流励磁的主磁极和，在旋转部分（转子）上装设电枢。定子与转 AX 子之间有一气隙。电枢铁心上装有由和根导体连接而成的电枢线圈，线圈 K1K2 的首端和末端分别接到两个圆弧形的铜片和铜片称为换向片，换向片之 间互相绝缘。换向片构成的整体称为换向器，换向器固定在转轴上。换向器上放 B1B2 置着一对静止不动的电刷和，电枢旋转时，电枢线圈通过换向片和电刷与 外电路接通。 AX 如果将直流电压直接加到线圈上，导体中就有直流电流通过。设导体 iff=bil 中的电流为，载流导体在磁场中将受到电磁力，，作用在线圈上的电磁 Txa2Txa=2fD/2=bildaDa 转矩则等于倍的电磁力乘上力臂，即。式中，为电枢 ib 外径。若电流为恒定，转子旋转一周时，气隙磁通密度的方向为一正一负， Txa0 因此电磁转矩将是交变的，一个周期内的平均值为，无法使电枢持续旋转。 B1B2 然而在直流电动机中，电流并非直接接入线圈，而是通过电刷、和换向器 B1B2i 再接入线圈，这样情况就不同了。因为电刷和静止不动，电流总是从 B1NS 正极性电刷流入，经过旋转的换向片流入位于极下的导体，再经位于极 B2NS 下的导体，由负极性电刷流出；故当导体旋转而交替地处于极和级下的 导体中的电流将随其所处磁极极性的改变而同时改变其方向，从而使电磁转矩的 ! 方向始终保持不变，并使电动机持续旋转此时电刷和换向器起到把外部电源通 “” 入的直流，改变成线圈内的交流的逆变作用。这就是直流电动机的工作原理。