发电机的发电效率问题

第一篇：发电机的发电效率问题

发电机的发电效率问题

关键词： 发电机 发电 效率 问题

所有交流发电机的工作都基于同一个基本原理，亦即当一磁场对一导线进行“切割”时所发生的现象，反之亦然。如果移动导线或磁场，在导线上就会产生一个感应电流；而变动一下，将导线通入电流，那在导线四周也会建立起一个磁场。至于能产生多大的电流则取决于以下几点。

首先是磁场的强度问题。工程技术人员采用了一个叫做磁通的术语来描述脑海里所想象的磁场模样。磁力线从一个磁极出来，又绕了一个弯从另一个磁极进去，就像天气图上表示风力强弱的等压线一样，磁场越强，磁力线就越多越密集。当导线经过一强磁场，众多的磁力线“切割”导线，从而产生感应电势。

既然可以用多条磁力线“切割”导线，那同样也可用多根导线同时来经过磁场，将导线制成多匣线圈就会增大感应电势及总电流。一个典型的交流发电机的定子绕组，有3个线圈互成120°间隔开来。当转子旋转时，由转子产生的磁场“切割”线圈，便会产生3个脉冲电压，时间上相互间隔120°相位。若要获得波动小的电流，最好转子每转一圈能产生更多的脉冲电压，因为这表示电压的平均值更高。

另外一个增大交流发电机输出的途径便是增加磁体数量。一个典型的Lundell爪极式转子，正中是一个线圈，两旁各有6或7个磁极。爪极上的指齿啮合在一起，这样彼此相隔的每个爪形磁极便与线圈的不同端相连。当电流通过线圈，就会产生一个由爪极导引着环绕线圈的磁场。如果绕着转子数一数，就会发现共有12或14对南北磁极，而每一个磁极均代表着又一个磁体，所产生的磁通将对定子绕组进行“切割”。

时间因素也是很重要的。进行“切割”的时候，磁力线或导线运动得越快，输出的电势就越高。因此应认真选取交流发电机和谐波平衡器的滑轮尺寸，使交流发电机以两至三倍于发动机转速的速度旋转，这样做可以确保在发动机空转时交流发电机也能保持不错的性能。

正如先前提到的，当电流通过一根导线时会产生一个磁场，而磁场的强度与电流的大小成比例。通过检测电池电压及调节通过转子的电流大小，电压调节器就可以控制交流发电机的输出。故增减转子上的电流都会改变到电磁体与定子线圈互相作用的强弱关系，而Lundell爪极式转子的一大优势就是只要一截断通往磁场或转子线圈的电流，输出(电压)便会归零。

事实上，交流发电机受到一些性能上的限制，因许多实际因素，交流发电机的最大输出被限制在200A电流或3000W功率左右。虽然这看起来电流似乎很大，但只要你瞧瞧今天的汽车，就会明白确实需要更大的电流，尤其在空转的时候。

前面曾说过，磁极运转越快，产生的感应电流就越大。与此相反的一面，发动机空转或汽车低速行驶时，发电机的输出最低。不巧的是，这时恰恰可能对电流有最大需求。举个例子来说明：不妨假想你在一个雪夜里准备将一辆现代化的汽车停放。这时发动机在空转工况附近工作，灯光、空气压缩机及后背防雾器都打开了，风挡雨刷也在工作，但仍需要有更多的动力来供给电子动力转向系统。由于发电机输出的所有可用功率都被占用着，剩下唯一能为动力转向系统提供动力的来源就只有蓄电池本身了。而当驾驶员将发动机熄火时，蓄电池就会被欠压充电，这却是不希望发生的，因为蓄电池长期充电不足，工作寿命会缩短。

现在的交流发电机设计都存在着效率不很高的问题，一个典型Lundell爪极式转子发电机效率只有大约50%。这意味着要用大约6000W的功率来驱动交流发电机，而输出只有200A电流(3000W的功率)。糟糕的是，损耗的功率就会转化成热量积聚在发电机里，加上发动机舱温度原本就很高，所以一定要将热量散发掉。

那么，怎样使交流发电机效率更高、输出功率更大、产生热量更少呢?另外尤为重要的是在发电机转速相对较低时，输出越大越好。下面便是关于交流发电机的制造商们怎样做到这一点的。

第一步就是探寻出效率低的原因。只要看一看爪极式转子你就会知道并不值如此大费周折，一根轴、一对爪形磁极、线圈组加上集电环就足以构成整个转子了。问题是这种设计存在漏磁现象，并非所有的磁通都用来“切割”线圈以获得最大的电流输出，其中一些漏了出来，做了无用功。

一个解决的办法就是采用Hybrid转子。一般的转子爪极间空无一物，而Hybrid转子在爪极间装了一个永久磁铁。磁通从磁铁出来进入瓜极，通过转子心轴及磁铁另一面的爪极回到磁铁。永久磁体填充了爪极间隙后，转子绕组产生的磁通就不会泄漏走了。这就迫使更多的磁通从转子进入定子绕组，从而提高了交流发电机的输出效率。

这种方案可以将原来的效率在50%的基础上提高20%。这样交流发电机总效率为60%时，只需用5000W的功率，大约为4474W就可以产生与原来同样大的输出，附带的一个好处是必须散发掉的热量还不到1000W。

发电机改进的第二步必然是在发电机四周装上水套，并与发动机冷却系统相连。这样做很有益处。由于真正起冷却作用的是水套，所以不必硬是要将交流发电机置于进入发动机舱的冷空气流中。而且水套降低了发电机升温或冷却的速度，有利于提高发电机的耐用性。这是因为急剧的温度变化对膨胀与收缩速率不同的材料很不利，而采用水套则消除了这一顾虑。

水套自然还有其它的优点。例如：Visteon公司在它的资料里声称它的交流发电机可以将近1250W的损耗热量传送给冷却系统，而这股热量最终在车辆的解冻器和加热装置处消耗干净，被用来帮助清洁风挡和加热乘员室。所以，冷却液和发动机能更快地升温变暖，催化变换器就可以更快地点火，这就大大减少了冷起动时的废气排放。

既然效率提高20%就有这么大的作用，那何不追求更高的效率昵?这正是Ecoair公司开发的新型交流发电机的关键技术所在。Ecoair公司所设计的这种发电机将在今年晚些时候投入生产，主要应用在急救车一类的车辆上，因为在急救车上，闪光灯、车用医疗设备等的工作需要大量电力。Ecoair的基本观念可应用于所有车辆，包括双动力型汽车，并且这种发电机理论上也适用于将于2003年面世的42V电子系统。

Ecoair公司的发电机，在其中的某个设计中，转子实际上由两个并排装在转子心轴上的独立部分组成，其中之一装上永久磁铁形成12个磁极，而磁铁及周围金属本身就有磁力，并不依赖转子电流；转子组件的另一半是一个绕组线圈，线圈与极靴之间存在一定的装配关系。

Ecoair交流发电机有三种独立的操作模式。低转速时，转子的永久磁铁部分引起定子中的电流，起动操作时，永久磁铁与绕组线圈都会产生最大磁通，而使发电机产生最大输出。因此电磁铁总带来一些问题，即必要时，你怎样切断电流或减少磁通来降低电力输出?为了解决这一问题，采用第三种模式来操作Ecoair交流发电机，这种模式被称为“补偿”(buck)式，下面便是它的工作原理。

当输出的电流超过了电子系统的需求时，首先使通过转子线圈部分的电流降低至零。若输出电流仍然过大，转子线圈电流的方向就会被转换。电流反向时，绕组线圈便产生与永久磁铁相反的磁性而相抵消。这样，通过控制极性和转子线圈部分的电流大小，就可能使交流发电机的输出降至零--同样的技术亦应用在一种自动防故障的安全电路中。

虽然转子采用了两部分的结构形式，且其内部设计错综复杂，但也带来一些意想不到的好处。对于起动电机，复式设计使之获得80%的高效率。这就是说只需3750W或略低于3730W的功率就可取得一个200安培(3000瓦)的输出电流。同时，由于驱动发电机的功率和热损耗都变小的缘故，在一定输出功率下，发电机的外形尺寸可以做得更小，重量可以更轻等等。另外，在传统的交流发电机中，其直径尺寸必须与前后距离相近，而Ecoair的混合式交流发电机可以同老式发电机一样有一个较长的形体。因为考虑到辅助驱动带形成的径向可用空间有限，不可能总是无限地扩大交流发电机的直径尺寸，所以增加其有效长度倒不失为一个增大输出的好办法，还有利于增大驱动带扭矩及发动机容量。

而这种交流发电机的诱人之处还在于它的燃油经济性，尤其在空转或低速运作时。博世公司由一种经验方法得出交流发电机效率每提高5%，燃油经济性就会提高大约1%。而戴姆勒?克莱斯勒公司做的对比试验表明，Ecoair的交流发电机与传动系的变速箱共同工作在空转工况时，当输入不变而输出功率增加13.4%时，燃油的经济性能提高5.8%。

交流发电机和充电系统在任何设计问题中的重要性都是不可低估的。若不是因为可用电力受到限制，像电力驱动的水泵、发动机油泵、动力转向装置及刹车等具有省油特征的部件，现在就会出现了。不过，或许只需一个高效率、大功率、输出为42V电压的交流发电机，就正好搭成一座通往彼岸的坚实桥梁。

第二篇：《发电机为什么能发电》教案（共）

《发电机为什么能发电》教案

【教学内容】

新沪粤版九年级物理第十六章第三节《发电机为什么能发电》 【课时安排】

一课时 【教学目标】 知识与技能

知道电磁感应现象和其产生的原因；知道动圈式话筒的构造；了解交流发电机的工作原理。过程与方法

通过演示实验培养学生观察实验的能力和从实验事实中归纳、概括物理概念与规律的能力。

情感态度与价值观

认识自然现象之间是相互联系的，了解探索自然奥密的科学方法；认识任何创造发明的基础是科学探究的成果；初步具有创造发明的意识。【教学重点】

知道电磁感应现象和磁生电的条件 【教学难点】

尝试动手设计实验，并由实验结果概括物理规律 【教 具】

铁架台、细线、矩形线圈、蹄形磁铁、灵敏电流计、导线、开关、手摇发电机模型、小灯泡、多媒体课件 【教学过程】

导入新课 师（神秘地）：今天，我给大家请来了一位大大的明星。想认识他吗？下面请大明星出场！

课件展示：五色闪光灯闪烁，屏幕渐黑后逐渐亮起，一人出现在舞台中央，镜头拉近，出现法拉第像。师（遗憾地）：由于大明星生活的年代离我们太远了，他本人不能亲自到场和大家见面，我只能请来了他的一幅画像。大家可别小瞧他！下面让你感受一下他的伟大。课件展示：电的应用实例。同时 师（富有激情地）：是什么让漆黑的夜晚变得五彩缤纷，是什么让我们的生活丰富多彩，是什么让我们的出行如此方便快捷，是什么让工厂的机器转个不停，这所有的一切都源于这位大明星的一个重大的发现！这位大明星就是—— 课件展示：法拉第简介。

师：这节课我们沿着这位大明星的足迹来探寻先哲的智慧之旅。

新课教学

课件展示（并板书）

课题：16.3 发电机为什么能发电 师（打趣地）：磁能生电？那么同学们回家后多买些磁铁放在家中，以后就不用交电费了。师：开个玩笑。下面，我们利用手边准备的器材，跟随我来探究磁怎样才能生出电来。师：首先，我们根据前面我们学习过的电学知识来解决下面两个问题。课件展示（依次）： 问题1：在实验中，电路应该是断开的还是闭合的？ 问题2：如何知道电路中是否产生了电流？ 问题3：如何知道电路中电流的方向是否改变？ 师引导学生回答。

答问题1：

生：电路闭合是电路中形成电流的必要条件，因此实验中电路必须是闭合的。答问题2：

生：电路中有电流时，电灯可以发光，电流表会有示数等。

师（补充）：由于这个实验中产生的电流非常微弱，普通的小灯泡根本不会发光，普通的电流表的指针也不会偏转，所以我们要用更灵敏的灵敏电流计检测电路中是否产生了电流。答问题3：

根据灵敏电流计指针的偏转方向是否改变，如果第二次实验中灵敏电流计指针偏转方向与第一次相反，说明第二次产生的电流方向与第一次不同。师：下面，请大家按图示实验装置图组装实验装置。课件展示：电磁感应实验装置图。

师：实验装置组装完毕后，我们按照实验提示分步进行实验探究。

课件展示：第一步：导线在磁场中是静止时还是运动时电路中会产生电流。第一步完成后，师生交流总结：导线只在磁场中运动了电路中才会产生电流。

课件展示：第二步：是不是只要导线运动，电路中就一定产生电流？若不是，请注意导线的运动方向。

第二步完成后，师生交流总结：导线在磁场中只有沿着一定的方向运动电路中才会产生电流。

师：如果我们把磁感线比作细木棒，把导线比作一把小刀，请观察大屏幕上的动画，回想使能够使电路产生电流的导线运动方向与哪把小刀的动作类似？ 课件展示：三幅动画：（1）小刀锯磨细木棒；（2）小刀剐削细木棒；（3）小刀切割细木棒。

生：切割。

师：只有导线作切割磁感线运动时电路中才能产生电流，如果导线作锯磨或者剐削磁感线运动时电路中是不能产生电流的。

课件展示：第三步：保持磁场方向不改变，比较让导线水平向右作切割磁感线运动和水平向左作切割磁感线运动，灵敏电流计指针偏转方向是否相同。第三步完成后，师生交流总结：灵敏电流计指针偏转方向不同，说明在磁场方向一定时，导线作切割磁感线运动方向与原来相反时，产生的电流方向也与原来相反。

课件展示：第四步：保持导线作切割磁感线运动方向不变，把蹄形磁铁的N、S极上下对调，比较灵敏电流计指针偏转方向是否相同。

第四步完成后，师生交流总结：灵敏电流计指针偏转方向不同，说明在导线作切割磁感线方向不变时，磁场方向与原来相反，产生的电流方向也与原来相反。实验结束后，师生进行交流总结：（1）闭合电路的一部分导体，在磁场中作切割磁感线运动时，电路中能够产生电流；（2）在磁场方向不变时，导线作切割磁感线运动方向与原来相反，产生的电流方向也与原来相反；在导线作切割磁感线运动方向不变时，磁场方向与原来相反，产生的电流方向也与原来相反。

师：由于导体在磁场中运动而产生电流的现象，是法拉第最早发现的，他把这种现象叫做电磁感应现象，产生的电流叫做感应电流。

板书

1、电磁感应现象（英国 法拉第）

2、闭合电路中产生感应电流的条件：闭合电路的一部分导体，在磁场中作切割磁感线运动。

师：电磁感应现象中产生的感应电流是非常微弱的，但是它的发现为后来发电机的发明奠定了坚实的理论基础，也就是说，发电机的基本原理就是电磁感应现象。板书：

3、动圈式话筒 1原理：电磁感应现象 2动圈式话筒的结构 板书：

4、发电机

1原理：电磁感应现象

展示手摇发电机模型。

师：大家请看，这是一个发电机模型。发电机主要由两部分组成：转子和定子。另外还有铜环和电刷。

板书：2基本组成：转子和定子、铜环、电刷

师：发电机的转子是用很多匝的铜线绕成的线圈，定子是具有很强磁性的永磁体，转子可以高速的转动，因此它可产生很大的电流。

教师请一名学生摇动发电机，使小灯泡发光（注意转速不要太快），提醒其他学生观察小灯泡的发光情况。师：大家是否观察到小灯泡的发光情况与以前电路实验时小灯泡的发光情况有什么不同吗？

生：这个小灯泡在不停地闪烁。师：小灯泡为什么会闪烁呢？请大家观察大屏幕上发电机模型工作过程中电流的变化情况。

课件演示：发电机模型工作过程中电流方向和强弱的变化 师：大家回想一下，这与干电池提供的电流有什么不同？ 课件演示：干电池作电源的电路中电流的情况 师生交流总结：

1干电池提供的电流方向和强弱都不发生变化。

2发电机提供的电流方向和强弱在发生着周期性的变化。

师：把方向和强弱都不发生变化的电流叫做直流电；把方向和强弱发生周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流电。

板书：

5、交流电：方向和强弱发生周期性变化的电流

师：我国工农业中所使用的都是交流电，1s内发生50次周期性变化。板书：我国所使用交流电的频率是50Hz

师：我们课堂上所演示的发电机，是最简单的发电机，生产生活中实际使用的发电机要复杂得多。

课件展示：各式各样的发电机图片 师：在实际使用中，为产生更强的电流，常用电磁铁代替永磁体，为了避免电刷与铜环之间由于接触不良产生电火花造成损坏，一般把线圈固定做成定子，而旋转磁极，这与我们课堂用的发电机模型的定子与转子是不同的。

课件展示：风力发电、水力发电、火力发电、核能发电图片

师：无论是哪一种发电形式，都要把其它形式的能量转化为机械能，带动发电机转动才能产生电能。因此，从能量转化角度来说，发电机是把什么能转化为什么能？ 生：机械能转化为电能。

板书：

6、发电机把机械能转化为电能。课堂小结

通过这节课的学习我们知道了，磁生电的条件是什么，发电机是利用什么原理工作的，另外我们通过实验探究也亲身体验了科学家发明创造的过程和方法，从这个过程中我们知道了任何创造发明的基础是科学探究的成果。课堂练习（课件展示）

1、下图中的a表示垂直于纸面的一根导线，它是闭合电路的一部分。它在磁场中按箭头方向运动时，在哪种情况下会产生感应电流？

2、发电机的主要结构是 和，它把 能转化为 能。

3、我国供生产和生活用的交流电，频率是 Hz，周期是 s，电流在每秒内产生的周期性变化的次数是 次。

4、当你唱卡拉OK时，要用到话筒（麦克风）。话筒的种类很多，下图是动圈式话筒的构造示意图。当你对着话筒说话或唱歌时，产生的声音使膜片，与膜片相连的线圈也跟着一起，线圈在磁场中的这种运动，能产生随着声音的变化而变化的，经放大后，通过扬声器还原成声音。

布置作业：《导学与评估》本节练习

第三篇：早读课效率问题

早读课效率问题

期中考试以后，每逢语文早读课，学生们读书的声音不够响亮，从坐姿和精神状态看，心不在焉，注意力不够集中。检查一下早读的效果，大部分学生对知识掌握的也不是很牢固。虽然有时候也再三强调引导，但效果总是不太好，我的心里非常焦急，有点不知所措。

按照学校要求，我把早读的目标细化，并且有任务就有检查，但是效果为什么是始终不太理想呢？

针对这种现状，我开始有意识的找来部分不同层次的学生进行访谈，有针对性的询问了一些问题，有些悲哀的发现，有80%以上的同学不喜欢早读课，因为读的内容太没有趣味，反复读同样的东西也很容易感到厌烦，而且，那么长的时间都大声地读的话太累。剩下的近20%的同学只有极少数是真正喜欢读书的，还有一部分是抱着无所谓的态度，有人读那就跟着读，没有人读那就不读。这样的现状不能不让我们重视。

总的来说，我们学生在语文早读课上的现状堪忧。接下来，我对学生的看法和意见简单的整合分析了一下，大概得出目前早读课存在的问题：内容单一枯燥；主要以读为主，而没有听、说、写等方式的参与。也就是说，在早读课上，学生学习的主体地位没有得到确立并且早读课无论从朗读内容、朗读方式还是学习方式等方面表现出的单一性是导致早读课效率低下的主要原因。

我采取了一下一些措施：

1、强调早读的重要性，读了一些文章，比如《大声朗读的十大好处》；

2、精简内容，突出重点，把文言文重点字词，文言现象用投影仪投射出来，规定时间背诵；

3、10分钟自由朗读时间，名著，成语，文学常识等；

4、10分钟用来检查，默写或者语文组长检查、课代表和老师抽查。

改进措施以来，背诵的声音大了点，似乎注意力也集中了，但长期效果如何，有待我进一步去观察并随时根据班级情况作出调整。

第四篇：柴油发电机噪声治理,发电机房降噪处理措施

宁静生活 佳绿创造

目前，社会对环保护的要求越来越高，怎样有效控制噪声污染是一项艰巨的任务。由于大多数民用发电机都位于人口密集的居民区的地下室，这些地区的环境要求很高，而柴油发电机组的噪音经常成为周围环境的主要噪音源，为了能够有效的对柴油发电机进行噪声治理，我们先来了解分析柴油发电机的噪声源有哪些?

1、机械噪音

柴油机在运作的过程当中，各部件会因为运转时受到气体的压力以及惯性力的变化等，会引起振动。各个部件都在发出噪音，使整个机器的噪音很大需要进行噪音治理。如：传动齿轮噪音、配气机构的噪音等等。

2、燃烧噪音

燃烧噪音指的是柴油机发电机在运作时柴油燃烧会产生结构上的振动及噪音。

3、排气噪音

柴油发电机噪音中最大的就是排气噪音，它是一种高速、高温的气流噪音。产生排气噪音的原因是噪音声波在排气管道中受到空气等因素与排气系统相互作用施压，最终形成了较大的噪音。

4、进风口噪音

柴油发电机在运作的过程当中，必须保证供应足够的风源。这样做既可以保证发电机能正常工作，另外也是考虑到柴油发电机的散热问题。柴油发电机的进风系统在运作时不可避免的就会产生较大的噪音问题。

柴油发电机噪声治理的措施在以下几个方面：

1.机房通风及消声。

实际工作中我们在考虑方案时既要有效降噪,又要满足发电机组运行需要的空气流量。

(1)机房进风消声系统

①为满足机组运行时所需的冷却风和燃烧空气量,机房采用机械进风方式通风。

②在机房外用砖砌两个进风道,进风道墙体下分别安装一台低噪声轴流风机向机房内送风。

③进风道内安装一台大风量组合片式消声器,吸收气流噪声和机械噪声。

宁静生活 佳绿创造

④进风道外墙体上开一进风口,进风口处安装特制铝合金百叶窗及防护丝网,防止异物进入风道内。

(2)机房排风消声系统

①在机房外用砖砌两个排风道。

②在每个排风道内安装一台大风量组合片式消声器,吸收排气流噪声和机械噪声。

③排风口设置在机组正前方,机组散热器前端设置减振柔性接头及导风扩容消声风管,连接到排热风消声道。

④排风道出口处安装特制铝合金百叶窗及防护丝网,防止异物进入风道内。

(3)机组排气消声器

发电机组随机配置的排气消声器的消声声量很小,以泰州市兆航机电有限公司生产的柴油发电机组为例，一般为15～20dB(A),不能满足环保达标要求。在机组的排气管上重新安上针对高、中、低不同频率噪声设计的高效微穿孔板排气消声器。其特点为消声量大、阻力小、材质及结构耐高温。排气管与机组烟气出口处采用金属波纹管连接,以减少因钢性连接而产生的振动噪声。

2.机房内吸声。

发电机房由于是砖砌混凝土结构,声反射强烈。为了达到吸声效果,机房内墙面及顶面合理设置高效吸音材料,吸音层结构为铝合金穿孔扣板+离心吸音棉+轻钢龙骨+支吊架。机房内原平均吸声系数α1≈0.10,加装吸声材料后机房内平均吸声系数α2≈0.75～0.85左右,其吸声量可达9～12dB(A),混响时间可降至2～3s。机房内的响度也随之大大下降,极大地改善了工作条件,同时可提高机房的隔声性能。

3.隔声系统。

为保证机房良好的隔声性能,在机房与机房外相通处,安装防火隔声门,门缝密封材料为橡胶密封条。其它会引起漏声的孔洞用砖墙封堵。

南昌佳绿环保是专业从事柴油发电机噪声治理和柴油发电机减震降噪，集产品研发、设计，声学解决方案及施工为一体的专业公司，专业致力于机械设备噪音与振动综合治理和研究，解决机械设备噪声，针对不同类型机械设备及机房噪音治理，为用户提供现场噪音勘测，分析，提供系统的机械设备噪声解决方案和施工服务。

第五篇：发电机

直流发电机工作原理

直流发电机工作原理、直流发电机的原理模型,要使电枢受到一个方向不变的电磁转矩，关键在于：当线圈边在不同极性的磁极下，如何将流过线圈中的电流方向及时地加以变换，即进行所谓“换向”。为此必须增添一个叫做换向器的装置，换向器配合电刷可保证每个极下线圈边中电流始终是一个方向，就可以使电动机能连续的旋转,这就是直流电动机的工作原理

直流励磁的磁路在电工设备中的应用，除了直流电磁铁（直流继电器、直流接触器等）外，最重要的就是应用在直流旋转电机中。在发电厂里，同步发电机的励磁机、蓄电池的充电机等，都是直流发电机；锅炉给粉机的原动机是直流电动机。此外，在许多工业部门，例如大型轧钢设备、大型精密机床、矿井卷扬机、市内电车、电缆设备要求严格线速度一致的地方等，通常都采用直流电动机作为原动机来拖动工作机械的。直流发电机通常是作为直流电源，向负载输出电能；直流电动机则是作为原动机带动各种生产机械工作，向负载输出机械能。在控制系统中，直流电机还有其它的用途，例如测速电机、伺服电机等。虽然直流发电机和直流电动机的用途各不同，但是它们的结构基本上一样，都是利用电和磁的相互作用来实现机械能与电能的相互转换。

直流电机的最大弱点就是有电流的换向问题，消耗有色金属较多，成本高，运行中的维护检修也比较麻烦。因此，电机制造业中正在努力改善交流电动机的调速性能，并且大量代替直流电动机。不过，近年来在利用可控硅整流装置代替直流发电机方面，已经取得了很大进展。包括直流电机在内的一切旋转电机，实际上都是依据我们所知道的两条基本原则制造的。一条是：导线切割磁通产生感应电动势；另一条是：载流导体在磁场中受到电磁力的作用。因此，从结构上来看，任何电机都包括磁场部分和电路部分。从上述原理可见，任何电机都体现着电和磁的相互作用，是电、磁这两个矛盾着的对立面的统一。我们在这一章里讨论直流电机的结构和工作原理，就是讨论直流电机中的“磁”和“电”如何相互作用，相互制约，以及体现两者之间相互关系的物理量和现象（电枢电动势、电磁转矩、电磁功率、电枢反应等）。