直流电机是指能够输出直流电流或通过直流电流产生机械运动的发电机。在许多传动性能要求高的场合，具有良好的调速性能。

1.直流通入定子绕组线圈，产生励磁磁场。
2.在外加直流电源的情况下，通入直流电经过电刷，换向器把直流电转换成为交流电。
3.产生交流电压、制动安培力和驱动电磁扭矩。
4.实现电能向机械能的转换。

转速计算:3000(5000)hz*60s）/P(磁极对数)，当磁极对数P=1时，转速为3000r/min

电机和发电机可以相互转换，发电机或电机运行的区别在于电流方向的变化。
端口正极电流流出：发电机
端口正极电流流入：电动机

定子:主磁极(铁芯) 励磁绕组以交替极性的方式均匀排列)、电刷装置、换向极、座椅
转子：电枢铁芯、电枢绕组、换向器

直流电机电枢绕组分为三类：
1.叠绕组
2.波绕组
3.蛙绕组

并联支路对数通常用a表示在直流电机中：
单叠绕组a=p，并联支路对数等于电机极对数。
单波绕组a=与极对数无关。

一般原理是保证空载时正负电刷引出的电势最大，即电刷短路元件中的电势为0。
单叠绕组中，放置在换向器上的几何中心线上。端接对称的元件，元件轴线，主极轴线和换向器上的几何中心线三线合一。

虚槽：槽内每层都有u个元件边，这意味着实际槽包含u个虚槽。实际槽数Z和虚槽数Zi满足关系：
Zi=uZ
极距：相邻两个主极之间的距离。τ=Zi/2p
1.第一节距大于极距，长距离
2.第一节距等于极距，全距
3.第一节距小于极距，短距离

元件：构成直流电机电枢绕组的基本单元。
元件数S和换向器数量K、虚槽数Zi相等，有：
S=K=Zi

第一节距y1：从元件上到下跨的虚槽数。y1必须是整数：y1=Zi/2p a=整数
第二节距y2：从该元件的下边指向相邻元件上边所跨的对应虚槽数
合成节距y：从元件上方到另一个元件上方的虚槽数。y=y1 y2
换向器节距yk：换向器表面每个元件连接的两个换向器的跨度。y=yk

单叠绕：y=yk=1or-1
单波绕：y=yk=（k±1）/p
其中：向右： 向左：-

励磁绕组通过直流电产生的磁场-励磁磁场(主磁场)
空载时磁场分布对称

直轴：主极中心线
交轴：N、S的分界线

将电枢磁场对励磁场的作用称为 电枢反应。

电刷在几何中心线上时，电枢磁场只有交轴重量，电机磁场由励磁磁动势和交轴磁动势共同建立。

主极磁场的交轴电枢反应：
1.偏移磁场零点。(原零点在几何中性线)将实际过零点的连接变成物理中性线，物理中性线偏离几何中性线a°。对于发电机，偏移为顺电枢转向，对于电动机，逆电枢转向偏移。
2.一半增强，一半削弱
2.不饱和时，每极磁通量不变
3.饱和时(虚线所示)减少每极磁通量(去磁)

当电刷偏离几何中性线时，电流方向的分界线偏移），同时产生交轴电枢反应以及直轴电枢反应。因为直轴电枢磁场与主极轴线重合，作用只是影响每极磁通的大小。
发电机：
1.当电刷顺电枢转向，直轴电枢磁场与励磁磁场方向相反，起去磁作用，每极磁通量减小。
2.当电刷逆电枢转向，直轴电枢磁场与励磁磁场方向相同，起助磁作用，每极磁通量增大。

电动机：
1.当电刷逆电枢转向，直轴电枢磁场与励磁磁场方向相反，起去磁作用，每极磁通量减小。
2.当电刷顺电枢转向，直轴电枢磁场与励磁磁场方向相同，起助磁作用，每极磁通量增大。

支路中各串联元件感应电动势的代数和。
平均磁通密度Bav和气隙合成磁场的磁密分布关系图：

电枢回路总电阻Ra：绕组电阻+电刷接触电阻
P1=UI：输入电功率
P2：输出功率

Pcua=Ia^2Ra ：电枢回路的铜耗
Pcuf=If^2Rf：励磁回路中的铜耗
Pcu是可变损耗，通过改变励磁电流

Pem=EIa：电磁功率
Pfe：铁耗（转子中）
Pad：杂散损耗
Pmec：机械损耗
P0=Pfe+Pad+Pmec 称为不变损耗，也是空载损耗

Pem=P2+Pmec+Pfe+Pad
P1= P2+Pcua+Pcuf+Pmec+Pfe+Pad = P2+P损耗

转速n，电磁转矩Tem，效率，负载P2的曲线

1.P2较小，Ia较小，P0是主要部分，此时P2增大导致效率提高
2.当Pcu=P0时，效率达到最大
3.P2较大，Ia较大，Pcu是主要部分，此时P2增大导致效率降低
可以得出：负载过轻，转速过大，导致“飞速”。负载过重，电枢电流过大，超过额定电流，这时绕组温度升高，长时间过载运行，会造成绝缘老化而性能下降，直接影响电机的使用寿命，严重时会直接烧电机。

串励电动机不可以工作在空载情况下，具有较大的起动转矩以及很强的过载能力

E=U+IaUa
U=If（rf+rj）

P1=Pcu+P0+P2=Pcua+Pcuf+Pmec+Pfe+Pad+P2
Pem（电磁功率）=P2+Pcu

空载特性曲线是基本磁化曲线

由于电机具有剩磁，If等于0时，发电机具有剩磁电压，故将原点左移。

负载特性曲线是将空载特性曲线进行平移得到

其中，AU是电枢电阻上的压降，EA是电枢反应的去磁 （助磁）作用

在转速不变，If不变的情况下，调节负载Rl，使负载电流从酌情过载变化到0的过程。
外特性是一条随负载电流增大而下垂的曲线，原因是电枢回路上电阻的压降和电枢反应的去磁效应都随电流的增加而增加。

为了探究改变负载后，怎样调节励磁电流才能维持发电机端电压不变。
调节特性曲线随着负载电流的增大而上翘。

1.电机具有剩磁
2.励磁绕组连接正确
3.励磁回路电阻小于临界电阻

启动瞬间n=0，E=0，Ra非常小，则Ia=（U-E）/Ra = U/Ra =Ist（启动电流）
启动电流Ist到达极大的数值

此时Ist=U/（Ra+Rst）可以有效限制启动电流