直流電機有哪些類型
直流電機是一種將直流電能轉(zhuǎn)換為機械能的機器，它通過各種繞組和磁場配置來實現(xiàn)所需的操作特性。在應(yīng)用方面，直流電機是無數(shù)設(shè)備和系統(tǒng)中不可或缺的一部分，在汽車、工業(yè)機械和消費電子產(chǎn)品等不同領(lǐng)域展現(xiàn)出了多功能性，廣泛應(yīng)用于工程和技術(shù)領(lǐng)域，為電動剃須刀、汽車等各種設(shè)備提供動力。為了滿足各種需求，不同類型的直流電機被設(shè)計用于特定的應(yīng)用。 直流電機有哪些類型？直流電機的類型包括：永磁直流電機（PMDC電機）、他勵直流電機、自勵直流電機、并聯(lián)直流電機、串勵直流電機、復(fù)合繞組直流電機、短并聯(lián)直流電機、長并聯(lián)直流電機、差動復(fù)勵直流電機。 
直流電機的類型 現(xiàn)在我們將詳細討論各種不同類型的直流電機。如果您想進一步研究直流電機，也可在《直流電機的簡介和應(yīng)用》一文中了解到更多關(guān)于直流電機的介紹。 
他勵直流電機 在他勵直流電機中，電力分別供給勵磁繞組和電樞繞組，確保電樞電流不會通過勵磁繞組，這種設(shè)置可以精確控制電機，因為勵磁由獨立的直流電源供電。由直流電機的扭矩公式可知：Tg=Ka φ Ia。所以在這種情況下，扭矩可以通過改變磁場通量φ來進行改變，與電樞電流Ia無關(guān)。 
依據(jù)直流電機的轉(zhuǎn)矩方程Tg=Ka φ Ia 可知，此處的φ通常是恒定不變的，這是因為所需磁通密度的永磁體是在電機構(gòu)造之時選定的，其后一般無法改變。對于永磁直流電機而言，Tg=Ka1 Ia ，其中Ka1 =Ka .φ是另一個常數(shù)。在此種情況下，永磁直流電機的扭矩只能通過對電樞電源的控制來加以改變。 
為深入了解該類型直流電機的特性，我們不妨了解一些基本的電壓方程式， 
【其中，E、Eb、Ia、Ra分別為電源電壓、反電動勢、電樞電流和電樞電阻】 
【因為反電動勢會隨著磁通 φ 以及角速度 ω 的增加而增大】 現(xiàn)在將方程（2）中的Eb代入方程（1）中，我們得到， 
直流電機的扭矩方程式如下所示， 
該方程式類似于直線方程式，可以用圖形來表示并勵自勵直流電機的轉(zhuǎn)矩速度特性： 
并勵直流電機為恒速電動機，原因在于其速度不會隨輸出端機械負載的變化而改變。 
現(xiàn)在，為了確定該類型直流電機的轉(zhuǎn)矩 - 速度特性，我們來推導(dǎo)轉(zhuǎn)矩 - 速度方程。 從電路圖中可以看到電壓方程被修改為 
反電動勢保持不變Eb = ka φ ω，忽略飽和度，可以得到， 
[因為勵磁電流=電樞電流] 
根據(jù)公式（5）和公式（6）得到以下公式： 
從以上方程中，可以得到轉(zhuǎn)矩速度特性為 
在串勵直流電機中，速度會隨著負載的變化而變化，從運行角度來看，這是它與并勵直流電機的主要區(qū)別之處。 
復(fù)勵直流電機可以根據(jù)兩部分繞組產(chǎn)生磁場的方向分為兩種類型： A、積復(fù)勵直流電機（cumulative compounded DC ma- chine） 當與電樞繞組串聯(lián)的磁場產(chǎn)生了分流磁場通量以輔助主磁場通量時，這種電機稱為積復(fù)勵直流電機。 
B、差復(fù)勵直流電機（differential compounded DC ma- chine） 在差復(fù)勵直流電機中，分流繞組和串聯(lián)繞組的排列方式使分流磁場的磁通量減少了串聯(lián)磁場的磁通量，從而導(dǎo)致整體磁場強度和扭矩都降低。 
在這種情況下產(chǎn)生的凈磁通量小于原始磁通量，所以在實際應(yīng)用中比較少。差復(fù)勵直流電機的復(fù)合特性如下圖所示： 
根據(jù)布置的性質(zhì)，積復(fù)勵直流電機和差復(fù)勵直流電機都可以是短并勵型或長并勵型。 a、短并勵直流電機（Short Shunt DC Motor） 如果并聯(lián)勵磁繞組僅與電樞繞組并聯(lián)，而不與串聯(lián)勵磁繞組并聯(lián)，那么這種電機就被稱為短并勵直流電機，更具體地說，可稱為短并勵復(fù)勵直流電機。短并勵直流電機的電路圖如下圖所示： b、長并勵直流電機（Long Shunt DC Motor） 如果并聯(lián)勵磁繞組與電樞繞組以及串聯(lián)勵磁繞組都呈平行狀態(tài)，那么這種電機被稱為長并勵復(fù)勵直流電機，簡稱為長并勵直流電機。長并勵復(fù)勵直流電機的電路圖如下圖所示： 
直流電機的類型 現(xiàn)在我們將詳細討論各種不同類型的直流電機。如果您想進一步研究直流電機，也可在《直流電機的簡介和應(yīng)用》一文中了解到更多關(guān)于直流電機的介紹。 他勵直流電機（Separately Excited DC Motor）
他勵直流電機 在他勵直流電機中，電力分別供給勵磁繞組和電樞繞組，確保電樞電流不會通過勵磁繞組，這種設(shè)置可以精確控制電機，因為勵磁由獨立的直流電源供電。由直流電機的扭矩公式可知：Tg=Ka φ Ia。所以在這種情況下，扭矩可以通過改變磁場通量φ來進行改變，與電樞電流Ia無關(guān)。 永磁直流電機（Permanent Magnet DC Motor）
永磁直流電機（也稱為 PMDC 電機）是由與普通電機類似的電樞繞組組成，但不一定含有勵磁繞組。永磁直流電機的結(jié)構(gòu)為：徑向磁化的永磁體被安裝在定子鐵心的內(nèi)周，以此來產(chǎn)生勵磁通量；另一方面，轉(zhuǎn)子具有傳統(tǒng)的直流電樞，帶有換向器片和電刷。永磁直流電機的示意圖如下： 依據(jù)直流電機的轉(zhuǎn)矩方程Tg=Ka φ Ia 可知，此處的φ通常是恒定不變的，這是因為所需磁通密度的永磁體是在電機構(gòu)造之時選定的，其后一般無法改變。對于永磁直流電機而言，Tg=Ka1 Ia ，其中Ka1 =Ka .φ是另一個常數(shù)。在此種情況下，永磁直流電機的扭矩只能通過對電樞電源的控制來加以改變。 自勵直流電機（self-excited DC Motor）
勵磁電流由電機自身提供的直流電機稱為自勵直流電機。在自勵直流電機中，勵磁繞組與電樞繞組可串聯(lián)、并聯(lián)，或者部分串聯(lián)、部分并聯(lián)。基于此，自勵直流電機可分為并勵直流電機、串勵直流電機、復(fù)勵直流電機，讓我們對這些類型的自勵直流電機進行詳細了解。1）、并勵直流電機（Shunt Excited DC Motor）
對于并勵直流電機，或者更確切地說是并勵自勵直流電機，處于整個端電壓之下，因為它們與電樞繞組呈并聯(lián)連接，如下圖所示： 為深入了解該類型直流電機的特性，我們不妨了解一些基本的電壓方程式， 【其中，E、Eb、Ia、Ra分別為電源電壓、反電動勢、電樞電流和電樞電阻】 【因為反電動勢會隨著磁通 φ 以及角速度 ω 的增加而增大】 現(xiàn)在將方程（2）中的Eb代入方程（1）中，我們得到， 直流電機的扭矩方程式如下所示， 該方程式類似于直線方程式，可以用圖形來表示并勵自勵直流電機的轉(zhuǎn)矩速度特性： 并勵直流電機為恒速電動機，原因在于其速度不會隨輸出端機械負載的變化而改變。 2）、串勵直流電機（Series Excited DC Motor）
對于串勵自勵直流電機（或稱為串勵直流電機）而言由于其勵磁繞組與電樞繞組串聯(lián)，所以整個電樞電流會流過勵磁繞組。串勵自勵直流電機的示意圖如下： 現(xiàn)在，為了確定該類型直流電機的轉(zhuǎn)矩 - 速度特性，我們來推導(dǎo)轉(zhuǎn)矩 - 速度方程。 從電路圖中可以看到電壓方程被修改為 反電動勢保持不變Eb = ka φ ω，忽略飽和度，可以得到， [因為勵磁電流=電樞電流] 根據(jù)公式（5）和公式（6）得到以下公式： 從以上方程中，可以得到轉(zhuǎn)矩速度特性為 在串勵直流電機中，速度會隨著負載的變化而變化，從運行角度來看，這是它與并勵直流電機的主要區(qū)別之處。 3）、復(fù)勵直流電機（compound DC machine）
直流電機中的復(fù)勵磁特性可以通過結(jié)合并勵直流電和串勵直流電機的運行特性來獲取。復(fù)勵自勵直流電機，或者簡稱為復(fù)勵直流電機，基本上包含了與電樞繞組既有串聯(lián)連接又有并聯(lián)連接的勵磁繞組，如下圖所示： 復(fù)勵直流電機可以根據(jù)兩部分繞組產(chǎn)生磁場的方向分為兩種類型： A、積復(fù)勵直流電機（cumulative compounded DC ma- chine） 當與電樞繞組串聯(lián)的磁場產(chǎn)生了分流磁場通量以輔助主磁場通量時，這種電機稱為積復(fù)勵直流電機。 B、差復(fù)勵直流電機（differential compounded DC ma- chine） 在差復(fù)勵直流電機中，分流繞組和串聯(lián)繞組的排列方式使分流磁場的磁通量減少了串聯(lián)磁場的磁通量，從而導(dǎo)致整體磁場強度和扭矩都降低。 在這種情況下產(chǎn)生的凈磁通量小于原始磁通量，所以在實際應(yīng)用中比較少。差復(fù)勵直流電機的復(fù)合特性如下圖所示： 根據(jù)布置的性質(zhì)，積復(fù)勵直流電機和差復(fù)勵直流電機都可以是短并勵型或長并勵型。 a、短并勵直流電機（Short Shunt DC Motor） 如果并聯(lián)勵磁繞組僅與電樞繞組并聯(lián)，而不與串聯(lián)勵磁繞組并聯(lián)，那么這種電機就被稱為短并勵直流電機，更具體地說，可稱為短并勵復(fù)勵直流電機。短并勵直流電機的電路圖如下圖所示： b、長并勵直流電機（Long Shunt DC Motor） 如果并聯(lián)勵磁繞組與電樞繞組以及串聯(lián)勵磁繞組都呈平行狀態(tài)，那么這種電機被稱為長并勵復(fù)勵直流電機，簡稱為長并勵直流電機。長并勵復(fù)勵直流電機的電路圖如下圖所示：