直流電機(direct current machine)是指能將直流電能轉換成機械能(直流電動機)或將機械能轉換成直流電能(直流發電機)的旋轉電機。它是能實現直流電能和機械能互相轉換的電機。當它作電動機運行時是直流電動機,將電能轉換為機械能;作發電機運行時是直流發電機,將機械能轉換為電能。
直流發電機的工作原理就是把電樞線圈中感應的交變電動勢,靠換向器配合電刷的換向作用,使之從電刷端引出時變為直流電動勢的原理。
感應電動勢的方向按右手定則確定(磁感線指向手心,大拇指指向導體運動方向,其他四指的指向就是導體中感應電動勢的方向。)
在圖1.1所示瞬間,導體a b 、c d 的感應電動勢方向分別由 b指向 a和由d 指向 c 。這時電刷 A呈正極性,電刷B 呈負極性。
圖1.1 直流發電機原理模型
當線圈逆時針方向旋轉180°時,這時導體c d 位于N 極下,導體a b 位于S 極下,各導體中電動勢都分別改變了方向。
圖1.2 直流發電機原理模型
從圖看出,和電刷 A接觸的導體永遠位于 N極下,同樣,和電刷 B接觸的導體永遠位于S 極下。因此,電刷 A始終有正極性,電刷 B始終有負極性,所以電刷端能引出方向不變的但大小變化的脈振電動勢。如果電樞上線圈數增多,并按照一定的規律把它們連接起來,可使脈振程度減小,就可獲得直流電動勢。這就是直流發電機的工作原理。