1. 直流發(fā)電機的工作原理
直流發(fā)電機的工作原理簡圖
假設電動機只具有一對磁極，一個電樞繞組線圈，兩端分別連接在兩個換向片上，換向片上壓著電刷a和b。
電樞由原動機驅動在磁場中旋轉，電樞線圈的兩根有效邊便切割磁力線，感應出電動勢。線圈隨電樞鐵心在轉動時，每一有效邊中的電動勢是交變的，即在n極下是一個方向，當它轉到s極下是另一個方向。但由于電刷a總是同與n極下的一邊相連的換向片接觸，而電刷b總是同與s極下的一邊相連的換向片接觸，因此在電刷上就出現(xiàn)一個極性不變的電動勢或電壓。
換向片的作用就是將發(fā)電機電樞繞組內(nèi)的交變電動勢轉換成電刷間極性不變的直流電動勢。當電刷間接上有負載時，就在電路中產(chǎn)生一定方向的電流。其電動勢的大小為：e=keφn方向與ia相同。
φ是一個磁極的磁通，單位是韋伯（wb）; n是電樞轉速，單位是轉每分（r/min）；ke是與電動機結構有關的常數(shù)；e的單位是伏特(v)。
載流導體在磁場中也受到一個電磁力，從而產(chǎn)生電磁轉距t，該電磁轉距是阻轉距。其大小為：t=ktφia
則原動機的轉距t1與發(fā)電機的電磁轉距t及空載損耗轉距t0相平衡。即t1=t+ t0
2. 直流電動機的工作原理
直流電動機的工作原理簡圖
在電刷ab之間加上直流電壓u，電樞線圈中的電流流向為：n極下的有效邊中的電流總是一個方向，而s極下的有效邊中的電流總是另一個方向。這樣兩個有效邊中受到的電磁力的方向一致，電樞開始轉動。通過換向器可以實現(xiàn)線圈的有效邊從一個磁極如n極轉到另一個磁極下如s極時，電流的方向同時發(fā)生改變，從而電磁力或電磁轉距的方向不發(fā)生改變。電磁轉距是驅動轉距，其大小也為：t=ktφia。電動機的電磁轉距t必須與機械負載轉距t2及空載損耗轉距t0相平衡。即t=t2+ t0
另外當電樞繞組在磁場中轉動時，線圈中也要產(chǎn)生感應電動勢e，這個電動勢的方向與電流或外加電壓的方向相反，稱之為反電動勢。其大小為：e=keφn方向與ia相反。