直流发电机和直流电动机的差别，你分得清吗？

直流发电机

由直流电机原理可知，当用原动机拖动直流电机运行并满足一定的发电条件时，直流电机即可发出直流电，供给直流负载，此时的电机作为发电机状态运行，称其为直流发电机。

直流发电机的励磁方式

直流电机在发电状态下运行，除需要原动机拖动外，还需要给励磁绕组提供励磁电流。供给励磁绕组电流的方式叫励磁方式，直流电机的励磁方式分为他励和自励两大类。

发电机的励磁电流由其他直流电源单独供给的叫他励发电机，由发电机自身供给的称为自励发电机。自励发电机根据励磁绕组与电枢绕组的连接方式又可分为并励发电机、串励发电机和复励发电机三种。

并励发电机的励磁绕组与电枢绕组相并联；串励发电机的励磁绕组与电枢绕组相串联；而复励发电机是并励和串励两种励磁方式相结合。

图2.15给出了直流发电机的各种励磁方式。

（a）他励发电机；（b）并励发电机；（c）串励发电机；（d）复励发电机

直流发电机的基本方程式

直流发电机的基本方程式包括：电枢电动势公式、电压平衡方程、电磁转矩公式、电磁转矩平衡方程、励磁特性公式和功率平衡方程。

在列写直流电机的基本方程式之前，各有关物理量如电压、感应电动势、电流、转矩等等，都应事先规定好它们的正方向。

发电机的各物理量的正方向标定是任意的，但一旦标定好后就不应当再改变，所有的方程均应按正方向的标定进行列写。

按图2.16所标定的正方向称为发电机惯例。标定好正方向后，当物理量的瞬时值方向与所标定正方向相同时取正号，否则取负号。

（1）电枢电动势公式和电压平衡方程 根据图2.16中所标定的发电机惯例，电枢电动势为

应用基尔霍夫电压定律可得如下电压平衡方程式

（2）电磁转矩和转矩平衡方程

作用在直流发电机轴上的转矩有三个：即原动机输入给发电机的拖动转矩T1 、电磁转矩Tem 、电机的机械摩擦以及铁损耗引起的转矩，叫空载转矩T0。电磁转矩与空载转矩均是制动性转矩，即与转速n的方向相反。

根据图2.16所示，稳态运行时转矩平衡方程为

（3）励磁特性公式 直流发电机的励磁电流

式中，Rf 和Uf分别为励磁绕组的总电阻和励磁绕组的励磁电压。

（4）直流发电机效率公式 发电机的效率用η表示，其定义为

额定负载时，直流发电机的效率与电机的容量有关。10kW以下的小型电机，效率约为（75～85）％；10～100kW，约为（85～90）％；100～1000kW，约为（88～93）％，发电机的效率一般标在电机的铭牌上。

直流电动机

直流电动机的工作原理

直流电机在一定的条件下，可作为发电机运行，把机械能转变为电能供给直流负载；而在另外的条件下又可作为电动机运行，把电能转换为机械能拖动机械负载。

（1）直流电机的可逆原理 直流电机的运行状态取决于所连接的机械设备及电源等外部条件，当作为电动机运行时，电磁功率转换为机械功率拖动机械负载；当作为发电机运行时，机械功率转换为电磁功率供给直流电负载。作为电动机运行时，电磁转矩为拖动性转矩；作为发电机运行时，电磁转矩为制动性转矩。一台电机既可作发电机运行，又可做电动机运行，这就是直流电机的可逆原理。

（2）直流电动机的基本方程 在列写直流电动机的基本方程之前，与发电机类似也应规定好电动机各物理量的正方向，如图2.17所示，就是电动机惯例。

式中，T2 为负载转矩；T0为空载转矩。 直流电动机的效率可通过下式进行计算