直流电机是一种将直流电能转换成机械能（直流 电动机）或将机械能转換成直流电能（直流发电机）的 旋转电机。通常所称的直流电机是指磁极极性沿圆周 按N、S极交替排列，利用换向器和电刷对电枢电路内 部电流进行换向的异极寅流电机Q另一类直流电机是 戍用单极感应麽理，不霈要进行換向的单极电机。

1直流电机的用途和分类

直流电动机具有，（1)优良的调速特性.调速平滑、 精确、方便和范围宽广；（2)过载能力大，能承受频繁的 冲击负载“3)可实现頻繁的无级快速起动、制动和反转;(4) 能满足生产过程自动化系统各种不问的特殊运行要 求等特点，因而特别适用于需要宽广、椅确调速的场合和 要求有特殊运行性能的自动控制系统，例如冶金矿山、交 通运輪、纺织印染、造纸印刷以及化工与机床等工业。由 于可以用蓄电池电源供电运行，它还可以用作停电时的 备用电动机或在特殊环境中使用的电动机，

1流发电机能提供基本无脉动的电源.输出的电 吐可精确地调节和控制，主要用作各类直流电动机的 电源，需要励磁的各类电机的励磁电源，电化学工业中 电解、电镀和真空冶炼等的低电压、大电流的直流电 源。S前大多数直流发电机已被晶闸管整流电源取代，直流电机还可以分别按转速、电流.电压、用途、 X作定额以及按防护等级、安装结构型式和通风冷却 方式等进行分类。

2直流电机的功率、电压和转速

直流电机在规定的使用环境、运行条件和绝缘等 级下的主要技术数掮有：额定功率、额定电压、额定转 速和励磁电压等。

苴流电机系列的额定功率1电压和转速等级以往 常采用硬性等级：分级。电动机采用晶闸管整流电源 供电后，其额定电迅不再像用茛流发电机供电时那样 受到严格限制，同时为了充分发挥直流电动机的潜力， 额定功率和转速也不再受硬性等级的约束，基本i：可 随额定电压成正比变化。这样同一转子可派生出苦干 电机规格，既扩大了系列的品种规格，方便用户选用， 又有利于制造厂组织通用化、标准化零部件生产，此外还能减少备品备件的品种、规格。这种软性等级目前已 在大中型直流电动坑案列中釆用*小型系列一般仍用 硬性等级。

并励包括带少匝串励稳定绕组的稳定并励；复励按并励 绕组接点位置分长并联和短并联（图和d两种。 对于直流电动机，他励是指主极励磁绕组和电枢电路分 别由两个电滬供电，并励则由一个电源供电。

含硬性等级是指系列电机的额定功率、电压和转速按规定 的规律进行分级，而同一功率效值可应用于不同的额定 电氐和额定转速。在梗性等级情况下，直流电机的额定功 率在lOOkW及以下时，等级-般按比值].35递增； lOCikW以上吋■般按R10数系递增。额定转速在5〇〇r/ mtn及以匕时一般按同步转速分级；在5〇〇r/miT]以下时 一般按RKi数系分级。额定电拦按GB156《标准电压》规 定分级。

3直流电机的结构概况

直流电机在结构上的主要特征是电枢上带有换向器，磁极是静止的*直流电机的结构取决于机械和电磁 负载、运行特性、工作方式以及防护、安装、冷却方式 和运输等的要求。

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因4-1-2 皇克电机剎面困
a)大螌直流电机b)中小交直浼电机

1—軸承2—端A C軍）3—定子4—电枢5—主极6—换向极7—换甸# 电刷装X 9—底板

直流电机一般由定子1电枢（转子）、端盖或端罩、 电刷装置、轴承装置和底板（小型电机无底板）等部件 组成。按需要，某些直流电机还应配备鼓风机、冷却器、 空气过滤器、测速发电机、转速维电器、制动器及其他 监潲保护装置。为适应功率大小、运行特性、通风冷却 方式和使用环境条件等的不同要求*大、中、小直流电 机的结构有明显差别，典型结构见图44-2。

结构设计的质量对提髙运行可靠性，节约原对料， 提高劳动生产率和方便使用与维护有直接影响，具体 描述参见本篇第7章。

4直流电机的质置和效率

直流电机的估计质童与额定转矩的关系见图 -3。顛定转矩按下式计算：

B4*l，3宣浪电机的诂计盾f

T\ = 9550 — (N * m)

式巾尸、——额定功率（kW);

n>i 额定转速（r/mm),

直流电机的效率随绝缘等级、防护型式、工作方式 和结构等因素而异近年生产的F级绝缘他励直流电 动机的估计效率如图4*1-4的曲线所;

5直流电机的发展趋势

随着电力电子技术、微电子技术和交流电动机调 速与控制技术的发展，大部分K流:发电机d被各式晶 闸管整流电源所代替，直流电动机和苒流传动系统也 正在被效率高、快速性能好、容量不受限制和维护方便 的交流调速电动机和交流调速系统所取代，直流电机 的应用范围呈缩减趋势。

但是，直流电动机和可以解耦调节的直流传动系 统经过长期发展，积累了丰富的运行经验，而调速性能 可以达到直流传动系统水平的交流调速电动机和交流: 调速S统实际运行经验相对较少，会出现些预料不 到的问题。而且交流调速系统在一定容量范围内和一 些运行方式中，还存在整个系统的技术经济合理性等 间题.在一定时间内还不能或不宜全面代菘直流传动 系统，在某些领域内直流电动机仍将有所发展。

直流电动机的牛:要技术发展趋势是：

1- 提高直流电动机设计、制造的技术水平利用

电子计算机和数值解折技术进行磁场、换向、机械应 力、振动以及通风冷却等方面的解析，优选最佳设ih 采用F、H级绝缘和先进的绝缘结构以及真空压力整 浸（VPI)工艺，提髙电机的绝缘性能和部件整体性; 推广钨极惰性气体保护焊（TIG)和中频焊等，提高电 接蝕的可靠性，从而提高电磁参数、换向性能和结构可 靠性，以缩小尺寸，减轻®量，提高极限容量，适应系 统对电机动态性能和运行可靠性的要求=

2.采用新材料，开发新结构随着钕铁硼等新型 永滋材料的发展，永截直流电机将从小功率电机向中 小刮电机扩展，以充分发挥其结构简单、节省原材料和 节约能源的优点；不断进行基木系列的结构改型和优 化设计，扩大系列的品种规格，发展&种通风冷却结构 铟式和其他新结构，如无槽电枢结构，最大限度地满足 使用要求和提高工程总体合理性。

3+完莓、发展维护监测系统结构复杂、监测困 难和维护工作量大是限制直流电机发展的主要原因之 一。采用先进的电机状态监测技术，从局部监测发展到 系统监测，开发故唪诊断和专家评定系统，进行故障趋 势分析，以简化和减少维护工作，保证电机运行可靠。

4-采用趄导技术在定子励磁绕组h采用超导 技术，可制造出不存在换向问题的超导单极电动机和 发电机，或换向大为改#的一般超导直流电动机*使直 流电机取得新的进展。