直流電動機(jī)的構(gòu)造較復(fù)雜，價格也比交流電動機(jī)昂貴,維護(hù)維修也較困難。近年來，由于變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，在中小功率的電動機(jī)調(diào)速領(lǐng)域中，交流電動機(jī)正逐步取代直流電動機(jī)。盡管如此，由于直流電動機(jī)具有轉(zhuǎn)速穩(wěn)定、便于大范圍平滑調(diào)速、起動轉(zhuǎn)矩較大等優(yōu)點(diǎn)，因此，廣泛用于要求進(jìn)行平滑、穩(wěn)定、大范圍的調(diào)速或需靈活控制起動、制動的生產(chǎn)機(jī)械。特別是對調(diào)速要求較高的工作裝置(特別是大功率的工作裝置)仍然采用直流電動機(jī)來驅(qū)動。事實(shí)上、直流電動機(jī)調(diào)速技術(shù)也隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展而不斷地發(fā)展和完善著。這里主要介紹直流電動機(jī)的基本工作原理、基本構(gòu)造、運(yùn)行特性和調(diào)速方法。

    直流電動機(jī)的基本工作原理是建立在電磁感應(yīng)和電磁力的基礎(chǔ)上的。圖1為直流電動機(jī)的基本構(gòu)成圖。

    圖1直流電動機(jī)的基本構(gòu)成團(tuán)

    它主要由磁極、電樞、電刷及換向片(又稱整流子或轉(zhuǎn)換器)等三大部分構(gòu)成。

    N、s兩個磁極在工作時固定不動，故又稱定子。定子磁極用于產(chǎn)個主磁場。在永磁式直流電動機(jī)中(一般為小功率的直流電動機(jī))，磁極采用永磁材料制成。充磁后即可產(chǎn)生恒定磁場。在他勵式直流電動機(jī)中，磁極由沖壓的硅鋼片迭加而成；外繞勵磁線圈，由外加勵磁電流才能產(chǎn)生磁場。在磁極的內(nèi)側(cè)有一個安裝在軸承上可以轉(zhuǎn)動的鐵心(電樞鐵心，為便于看清結(jié)構(gòu)，圖中用雙點(diǎn)畫線表示鐵心)。

    電樞是直流電動機(jī)中的轉(zhuǎn)動部分，故又稱轉(zhuǎn)子。它由硅鋼片疊成，并在表面嵌有繞組(電樞繞組)(圖中只畫出了一匝)。繞組的起頭和終端接在與電樞鐵心同軸轉(zhuǎn)動的一個換向片上，同固定在機(jī)座上的電刷聯(lián)接，而與外加的電樞電源相連。

    當(dāng)電樞繞組中通過直流電時，在定子磁場的作用下就會產(chǎn)生帶動負(fù)載旋轉(zhuǎn)的電磁力和電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。產(chǎn)生的直流電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩下式表示：

    T＝KmΦId（1）

    圖2直流電動機(jī)的截面圖

    式中:T-電磁轉(zhuǎn)矩(N.m)；1-主極；2-勵磁繞組；3-附加極；4附加極繞組；

    Φ-對磁極的磁通(Wb)；5-極掌；6-極心；7-電樞；8-通份槽；9-電樞繞組；

    Id-電樞電流(A)；10-空氣隙；11-軛

    Km-與電動機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù)。

    Km＝PN／2πa(其中,P為磁極對,a為電樞繞組并聯(lián)支路數(shù)、N為切割磁通的電樞總導(dǎo)體數(shù)。)

    圖2為四極直流電動機(jī)的截面圖。由圖可見直流電動機(jī)的基本構(gòu)造。它由主極、勵磁繞組、附加極、附加極繞組、電樞、電樞繞組、軛等構(gòu)成。