機(jī)電傳動(dòng)控制

1．1機(jī)電傳動(dòng)控制的目的與任務(wù)

第一章緒論一、機(jī)電系統(tǒng)的組成

機(jī)電系統(tǒng)完成生產(chǎn)任務(wù)的基礎(chǔ)驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)部件的原動(dòng)機(jī)（這里指的是各種電動(dòng)機(jī)）之總稱控制電動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械的電動(dòng)機(jī)和控制電動(dòng)機(jī)的一整套電氣系統(tǒng)二、機(jī)電傳動(dòng)控制的任務(wù)

將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能；實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)機(jī)械的啟動(dòng)、停止以及速度的調(diào)節(jié)；完成各種生產(chǎn)工藝過(guò)程的要求；保證生產(chǎn)過(guò)程的正常進(jìn)行。三、機(jī)電傳動(dòng)控制的目的從廣義上講，機(jī)電傳動(dòng)控制的目的就是要使生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)線、車間乃至整個(gè)工廠都實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。從狹義上講，則指控制電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)產(chǎn)品數(shù)量的增加（效率）、質(zhì)量的提高（精度）、生產(chǎn)成本的降低、工人勞動(dòng)條件的改善以及能量的合理利用等。

隨著生產(chǎn)工藝的發(fā)展，對(duì)機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)的要求愈來(lái)愈高。一些精密機(jī)床要求加工精度百分之幾毫米，甚至幾微米；

重型鏜床為保證加工精度和粗糙度，要求在極慢的穩(wěn)速下進(jìn)給，即要求系統(tǒng)有很寬的調(diào)速范圍；

軋鋼車間的可逆式軋機(jī)及其輔助機(jī)械，操作頻繁，要求在不到一秒的時(shí)間內(nèi)完成從正轉(zhuǎn)到反轉(zhuǎn)的過(guò)程，即要求系統(tǒng)能迅速啟動(dòng)、制動(dòng)和反向；對(duì)于電梯和提升機(jī)，則要求啟動(dòng)和制動(dòng)平穩(wěn)，并能準(zhǔn)確地停止在給定的位置上；對(duì)于冷、熱連軋機(jī)以及造紙機(jī)的各機(jī)架或分部，則要求各機(jī)架或各分部的轉(zhuǎn)速保持一定的比例關(guān)系進(jìn)行協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)；為了提高效率，由數(shù)臺(tái)或十幾臺(tái)設(shè)備組成的生產(chǎn)自動(dòng)線，要求統(tǒng)一控制或管理。諸如此類的要求，都要靠電動(dòng)機(jī)及其控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。1.2機(jī)電傳動(dòng)控制的發(fā)展機(jī)電傳動(dòng)及其控制系統(tǒng)總是隨著社會(huì)生產(chǎn)的發(fā)展而發(fā)展的。機(jī)電傳動(dòng)控制的發(fā)展可從機(jī)電傳動(dòng)和控制系統(tǒng)兩方面來(lái)討論。一、機(jī)電傳動(dòng)的發(fā)展

成組拖動(dòng)——一臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)一根天軸（或地軸），然后再由天軸（或地軸）通過(guò)皮帶輪和皮帶分別拖動(dòng)多臺(tái)生產(chǎn)機(jī)械。

單電機(jī)拖動(dòng)——一臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)一臺(tái)生產(chǎn)機(jī)械的各運(yùn)動(dòng)部件。

多電機(jī)拖動(dòng)——一臺(tái)生產(chǎn)機(jī)械的各個(gè)運(yùn)動(dòng)部件分別由不同的電動(dòng)機(jī)來(lái)拖動(dòng)。特點(diǎn)是生產(chǎn)效率低、勞動(dòng)條件差、一旦電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障，將造成成組的生產(chǎn)機(jī)械停車；這種拖動(dòng)方式較成組拖動(dòng)前進(jìn)了一步，但當(dāng)一臺(tái)生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)部件較多時(shí)，其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)仍十分復(fù)雜；二．機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展控制系統(tǒng)的發(fā)展伴隨控制器件的發(fā)展而發(fā)展。隨著功率器件、放大器件的不斷更新，機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展日新月異，它主要經(jīng)歷了四個(gè)階段：

1．繼電器—接觸器控制：出現(xiàn)在20世紀(jì)初，它僅借助于簡(jiǎn)單的接觸器與繼電器，實(shí)現(xiàn)對(duì)控制對(duì)象的啟動(dòng)、停車以及有級(jí)調(diào)速等控制，它的控制速度慢，控制精度差；

2．電機(jī)放大機(jī)控制：3．磁放大器控制和大功率可控制水銀整流器控制：4．?dāng)?shù)字控制（NC）：自動(dòng)化程度、通用性和加工效率。柔性制造系統(tǒng)（FMS）—由數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人、自動(dòng)搬運(yùn)車等組成的統(tǒng)一由中心計(jì)算機(jī)控制的機(jī)械加工自動(dòng)線，它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化車間和自動(dòng)化工廠的重要組成部分。機(jī)械制造自動(dòng)化高級(jí)階段是走向設(shè)計(jì)、制造一體化，即利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）與計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）形成產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造過(guò)程的完整系統(tǒng)，對(duì)產(chǎn)品構(gòu)思和設(shè)計(jì)直到裝配、試驗(yàn)和質(zhì)量管理這一全過(guò)程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。為了實(shí)現(xiàn)制造過(guò)程的高效率、高柔性、高質(zhì)量，研制計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）是人們現(xiàn)在的任務(wù)。第二章

機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)基礎(chǔ)機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式；多軸傳動(dòng)系統(tǒng)中轉(zhuǎn)矩折算的基本原則和方法；了解幾種典型生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載特性；了解機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件以及學(xué)會(huì)分析實(shí)際系統(tǒng)的穩(wěn)定性。2.1單軸拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式

一、單軸拖動(dòng)系統(tǒng)的組成

電動(dòng)機(jī)M通過(guò)連接件直接與生產(chǎn)機(jī)械相連，由電動(dòng)機(jī)M產(chǎn)生輸出轉(zhuǎn)矩TM，用來(lái)克服負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL，帶動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械以角速度ω（或速度n）進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)對(duì)象連接件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖轉(zhuǎn)距方向二、運(yùn)動(dòng)方程式在機(jī)電系統(tǒng)中，TM、TL、（或n)之間的函數(shù)關(guān)系稱為運(yùn)動(dòng)方程式。根據(jù)動(dòng)力學(xué)原理，TM、TL、（或n)之間的函數(shù)關(guān)系如下：……運(yùn)動(dòng)方程式……轉(zhuǎn)矩平衡方程式TM

─電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩（N.m）;TL─負(fù)載轉(zhuǎn)矩（N.m）;J─轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（kg.m2）;─角速度（rad/s）；n─速度（r/min）；t─時(shí)間（s）;─動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩（N.m）。三、傳動(dòng)系統(tǒng)的狀態(tài)根據(jù)運(yùn)動(dòng)方程式可知：運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)有兩種不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：即，ω為常數(shù)，傳動(dòng)系統(tǒng)以恒速運(yùn)動(dòng)。TM=TL時(shí)傳動(dòng)系統(tǒng)處于恒速運(yùn)動(dòng)的這種狀態(tài)被稱為穩(wěn)態(tài)。

即傳動(dòng)系統(tǒng)加速運(yùn)動(dòng)。即傳動(dòng)系統(tǒng)減速運(yùn)動(dòng)。TM

TL

時(shí)傳動(dòng)系統(tǒng)處于加速或減速運(yùn)動(dòng)的這種狀態(tài)被稱為動(dòng)態(tài)。四、TM、TL、n的參考方向(2)

因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)和生產(chǎn)機(jī)械以共同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，所以，一般以ω（或n）的轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)閰⒖紒?lái)確定轉(zhuǎn)矩的正負(fù)。當(dāng)TM的實(shí)際作用方向與n的方向相同時(shí)，取與n相同的符號(hào)；

1.TM的符號(hào)與性質(zhì)當(dāng)TM的實(shí)際作用方向與n的方向相反時(shí)，取與n相反的符號(hào)；當(dāng)TM的實(shí)際作用方向與n的方向相同（符號(hào)相同）時(shí)，TM為拖動(dòng)轉(zhuǎn)距，否則為制動(dòng)轉(zhuǎn)距。

拖動(dòng)轉(zhuǎn)距促進(jìn)運(yùn)動(dòng)；制動(dòng)轉(zhuǎn)距阻礙運(yùn)動(dòng)。當(dāng)TL的實(shí)際作用方向與n的方向相同時(shí)，取與n相反的符號(hào)；

2.TL的符號(hào)與性質(zhì)當(dāng)TL的實(shí)際作用方向與n的方向相反時(shí)，取與n相同的符號(hào)；當(dāng)TL的實(shí)際作用方向與n的方向相同（符號(hào)相反）時(shí)，TL為拖動(dòng)轉(zhuǎn)距，否則為制動(dòng)轉(zhuǎn)距。舉例：如圖所示電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)重物上升和下降。設(shè)重物上升時(shí)速度n的符號(hào)為正，下降時(shí)n的符號(hào)為負(fù)。當(dāng)重物上升時(shí)：TM、TL、n的方向如圖（a）所示。運(yùn)動(dòng)方程式為：因此重物上升時(shí)，TM為拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩，TL為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。當(dāng)重物下降時(shí)：TM、TL、n的方向如圖（b）所示。運(yùn)動(dòng)方程式為：即：因此重物下降時(shí)，TM為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，TL為拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩。TM為正，TL為正。TM為正，TL為正。2．2多軸拖動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化為了對(duì)多軸拖動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)的分析，一般是將多軸拖動(dòng)系統(tǒng)等效折算為單軸系統(tǒng)。一、多軸拖動(dòng)系統(tǒng)的組成電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速機(jī)構(gòu)（如減速齒輪箱、蝸輪蝸桿等）與生產(chǎn)機(jī)械相連，如圖所示：折算的原則是：靜態(tài)時(shí)，折算前后系統(tǒng)總的傳輸功率不變。

二、負(fù)載轉(zhuǎn)矩的折算假設(shè)電動(dòng)機(jī)以ωM角速度旋轉(zhuǎn)，負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL折算到電動(dòng)機(jī)軸上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩為Teq，而生產(chǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)動(dòng)速度為ωL。則電動(dòng)機(jī)輸出功率PM和負(fù)載所需功率PL分別為：考慮傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在傳輸功率的過(guò)程中有損耗，這個(gè)損耗可用效率ηc來(lái)表示，且則生產(chǎn)機(jī)械上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩折算到電動(dòng)機(jī)軸上的等效轉(zhuǎn)矩為：式中：ηc—電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)時(shí)的傳動(dòng)效率；—傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的總傳動(dòng)比2．3生產(chǎn)機(jī)械的機(jī)械特性

在同一軸上，負(fù)載轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速之間的函數(shù)關(guān)系，稱為生產(chǎn)機(jī)械的機(jī)械特性。

一、恒轉(zhuǎn)矩型機(jī)械特性

恒轉(zhuǎn)矩型機(jī)械特性根據(jù)其特點(diǎn)可分為反抗轉(zhuǎn)矩和位能轉(zhuǎn)矩兩種。分別如圖所示：1．反抗轉(zhuǎn)矩：又稱摩擦性轉(zhuǎn)矩，其特點(diǎn)如下：作用方向始終與速度n的方向相反，當(dāng)n的方向發(fā)生變化時(shí)，它的作用方向也隨之發(fā)生變化，恒與運(yùn)動(dòng)方向相反，即總是阻礙運(yùn)動(dòng)的。轉(zhuǎn)矩大小恒定不變；按關(guān)于轉(zhuǎn)矩正方向的約定可知，反抗轉(zhuǎn)矩恒與轉(zhuǎn)速n取相同的符號(hào)，即n為正方向時(shí)TL為正，特性在第一象限；n為負(fù)方向時(shí)TL為負(fù)，特性在第三象限。2．位能轉(zhuǎn)矩,其特點(diǎn)為：轉(zhuǎn)矩大小恒定不變；作用方向不變，與運(yùn)動(dòng)方向無(wú)關(guān)，即在某一方向阻礙運(yùn)動(dòng)而在另一方向促進(jìn)運(yùn)動(dòng)。

卷?yè)P(yáng)機(jī)起吊重物時(shí)，由于重物的作用方向永遠(yuǎn)向著地心，所以，由它產(chǎn)生的負(fù)載轉(zhuǎn)矩永遠(yuǎn)作用在使重物下降的方向，當(dāng)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)重物上升時(shí)，TL與n的方向相反；當(dāng)重物下降時(shí)，TL和n的方向相同。假設(shè)n為正時(shí)TL阻礙運(yùn)動(dòng)，則n為負(fù)時(shí)TL一定促進(jìn)運(yùn)動(dòng)，特性在第一、四象限。不難理解，在運(yùn)動(dòng)方程式中，反抗轉(zhuǎn)矩TL的符號(hào)總是與n相同；位能轉(zhuǎn)矩TL的符號(hào)則有時(shí)與n相同，有時(shí)與n相反。二、離心式通風(fēng)型機(jī)械特性

離心式通風(fēng)型機(jī)械特性是按離心力原理工作的，如離心式鼓風(fēng)機(jī)、水泵等，它們的負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL的大小與速度n的平方成正比，即：其中：C為常數(shù)。三、直線型機(jī)械特性直線型機(jī)械特性的負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL的大小與速度n的大小成正比，即：其中：C為常數(shù)。

恒功率型機(jī)械特性的負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL的大小與速度n的大小成正比，即其中：C為常數(shù)。如圖所示。四、恒功率型機(jī)械特性

2.4機(jī)電系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件

機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)與生產(chǎn)機(jī)械連成一體，為了使系統(tǒng)運(yùn)行合理，就要使電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性與生產(chǎn)機(jī)械的機(jī)械特性盡量相配合。特性配合好的一個(gè)起碼要求是系統(tǒng)能穩(wěn)定運(yùn)行。

一、機(jī)電系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的含義1.系統(tǒng)應(yīng)能一定速度勻速運(yùn)行；2.系統(tǒng)受某種外部干擾（如電壓波動(dòng)、負(fù)載轉(zhuǎn)矩波動(dòng)等）使運(yùn)行速度發(fā)生變化時(shí)，應(yīng)保證在干擾消除后系統(tǒng)能恢復(fù)到原來(lái)的運(yùn)行速度。

二、機(jī)電系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件從T—n坐標(biāo)上來(lái)看，就是電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線n=f(TM)和生產(chǎn)機(jī)械的機(jī)械特性曲線n=f(TL)必須有交點(diǎn)，交點(diǎn)被稱為平衡點(diǎn)。2.充分條件系統(tǒng)受到干擾后，要具有恢復(fù)到原平衡狀態(tài)的能力，即：當(dāng)干擾使速度上升時(shí)，有TM<TL

；否則，當(dāng)干擾使速度下降時(shí)，有TM>TL。這是穩(wěn)定運(yùn)行的充分條件。符合穩(wěn)定運(yùn)行條件的平衡點(diǎn)稱為穩(wěn)定平衡點(diǎn)。

1.必要條件電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩TM和負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL大小相等，方向相反。分析舉例a、b兩點(diǎn)是否為穩(wěn)定平衡點(diǎn)？a點(diǎn)：當(dāng)負(fù)載突然增加后當(dāng)負(fù)載波動(dòng)消除后故a點(diǎn)為系統(tǒng)的穩(wěn)定平衡點(diǎn)。同理b點(diǎn)不是穩(wěn)定平衡點(diǎn)。異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性生產(chǎn)機(jī)械的機(jī)械特性交點(diǎn)a交點(diǎn)b如圖所示，曲線1為異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性，曲線2為異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的生產(chǎn)機(jī)械的機(jī)械特性。兩曲線有交點(diǎn)b，即拖動(dòng)系統(tǒng)有一個(gè)平衡點(diǎn)。b點(diǎn)符合穩(wěn)定運(yùn)行的條件，因此b點(diǎn)為是穩(wěn)定平衡點(diǎn)。此系統(tǒng)能在b點(diǎn)穩(wěn)定運(yùn)行。練習(xí)題1．機(jī)電系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的必要條件是電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩和負(fù)載轉(zhuǎn)矩a.大小相等b.方向相反c.大小相等，方向相反d.無(wú)法確定2.某機(jī)電系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，則系統(tǒng)正處于a.加速b.減速c.勻速d.不確定

3.在單軸拖動(dòng)系統(tǒng)中，已知電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩和負(fù)載轉(zhuǎn)矩的作用方向與轉(zhuǎn)速的方向相同，則系統(tǒng)正處于a.加速b.減速c.勻速d.靜止

4．在機(jī)電系統(tǒng)中，已知電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，且電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩作用方向與轉(zhuǎn)速的方向相同，而負(fù)載轉(zhuǎn)矩的方向與轉(zhuǎn)速相反，則系統(tǒng)正處于a.加速b.減速c.勻速d.靜止

第三章

直流電機(jī)的工作原理及特性重點(diǎn)掌握：

?了解直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及工作原理；?了解直流發(fā)電機(jī)的特性；?掌握直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性；

?掌握直流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)等各種特性；

?掌握實(shí)現(xiàn)直流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)的各種方法以及它們的使用場(chǎng)所。電機(jī)分交流和直流兩種。直流電機(jī)—工作電壓或輸出的電壓為直流；交流電機(jī)—工作電壓為交流。直流電機(jī)分直流電動(dòng)機(jī)和直流發(fā)電機(jī)兩種。直流電動(dòng)機(jī)—將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能；直流發(fā)電機(jī)—將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。3．1直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理

一、直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)圖如圖所示：根據(jù)電機(jī)的工作原理，直流電機(jī)的組成可分為定子、轉(zhuǎn)子和換向器三大部分。

定子部分主要由定子鐵心和繞在上面的勵(lì)磁繞組兩部分組成。

轉(zhuǎn)子部分主要由電樞鐵心和電樞繞組兩部分組成。

換向器由換向片和電刷組成，電刷固定在定子上，換向片與電樞繞組相連，換向片與電刷保持滑動(dòng)接觸。二、基本的工作原理為了討論直流電機(jī)的工作原理，可把復(fù)雜的直流電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化為電機(jī)具有一對(duì)主磁極，電樞繞組只是一個(gè)線圈，線圈兩端分別聯(lián)在兩個(gè)換向片上，換向片上壓著電刷A和B。如圖所示：1—主磁極：勵(lì)磁繞組上加上直流電壓，勵(lì)磁繞組上有勵(lì)磁電流通過(guò)，使定子鐵心產(chǎn)生固定磁場(chǎng)，即定子的主要作用是產(chǎn)生主磁場(chǎng)。

2—電樞繞組：在固定的磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)，主要作用是產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或產(chǎn)生機(jī)械轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換。3、4—換向器：電刷固定不動(dòng)，換向片與電樞繞組一起旋轉(zhuǎn)，主要作用對(duì)發(fā)電機(jī)而言是將電樞繞組內(nèi)感應(yīng)的交流電勢(shì)轉(zhuǎn)換成電刷間的直流電勢(shì)。對(duì)電動(dòng)機(jī)而言，則是將外加的直流電流轉(zhuǎn)換為電樞繞組的交變電流，并保證每一磁極下，電樞導(dǎo)體的電流的方向不變，以產(chǎn)生恒定的電磁轉(zhuǎn)矩。3—電刷4—換向片

1．發(fā)電機(jī)原理：將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。電樞由原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)而在磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)，在電樞線圈的兩根有效邊ab和cd（切割磁力線的導(dǎo)體部分）中便感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)e。顯然，每一有效邊中的電動(dòng)勢(shì)是交變的，即在N極下是一個(gè)方向，當(dāng)它轉(zhuǎn)到S極下時(shí)是另一個(gè)方向。但是，由于電刷A總是同與N極下的有效邊相聯(lián)的換向片接觸，而電刷B總是同與S極下的有效邊相聯(lián)的換向片接觸，因此，在電刷間就出現(xiàn)一個(gè)極性不變的電動(dòng)勢(shì)或電壓，當(dāng)電刷之間接有負(fù)載時(shí)，在電動(dòng)勢(shì)的作用下就在電路中產(chǎn)生一定方向的電流。

2．電動(dòng)機(jī)原理：將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。直流電源接在電刷之間而使電流通入電樞線圈。電流方向應(yīng)該是這樣的：N極下的有效邊中的電流總是一個(gè)方向，而S極下的有效邊中的電流總是另一個(gè)方向，這樣才能使兩個(gè)邊上受到的電磁力的方向一致，電樞因而轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，當(dāng)線圈的有效邊從N（S）極下轉(zhuǎn)到S（N）極下時(shí)，其中電流的方向必須同時(shí)改變，使電磁力的方向不變，即電磁轉(zhuǎn)矩的方向不變而使轉(zhuǎn)子以n的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。三、電動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩1.電動(dòng)勢(shì)E

根據(jù)電磁學(xué)原理，兩電刷間的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為:式中：E——感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（V）；

Φ——對(duì)磁極的磁通（Wb）；

n——電樞轉(zhuǎn)速（r/min）；

Ke——與電機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù)。直流發(fā)電機(jī)中，電動(dòng)勢(shì)的方向總是與電流的方向相同，被稱為電源電動(dòng)勢(shì)。直流電動(dòng)機(jī)中，電動(dòng)勢(shì)的方向總是與電流的方向相反，被稱為反電動(dòng)勢(shì)。2．電磁轉(zhuǎn)矩TM