直流勵磁的磁路在電工設備中的應用，除了直流電磁鐵（直流繼電器、直流接觸器等）外，最重要的就是應用在直流旋轉電機中。在發(fā)電廠里，同步發(fā)電機的勵磁機、蓄電池的充電機等，都是直流發(fā)電機；鍋爐給粉機的原動機是直流電動機。此外，在許多工業(yè)部門，例如大型軋鋼設備、大型精密機床、礦井卷揚機、市內電車、電纜設備要求嚴格線速度一致的地方等，通常都采用直流電動機作為原動機來拖動工作機械的。直流發(fā)電機通常是作為直流電源，向負載輸出電能；直流電動機則是作為原動機帶動各種生產機械工作，向負載輸出機械能。在控制系統(tǒng)中，直流電機還有其它的用途，例如測速電機、伺服電機等。雖然直流發(fā)電機和直流電動機的用途各不同，但是它們的結構基本上一樣，都是利用電和磁的相互作用來實現機械能與電能的相互轉換。

直流電機的最大弱點就是有電流的換向問題，消耗有色金屬較多，成本高，運行中的維護檢修也比較麻煩。因此，電機制造業(yè)中正在努力改善交流電動機的調速性能，并且大量代替直流電動機。不過，近年來在利用可控硅整流裝置代替直流發(fā)電機方面，已經取得了很大進展。包括直流電機在內的一切旋轉電機，實際上都是依據我們所知道的兩條基本原則制造的。

任何電機都包括磁場部分和電路部分。從上述原理可見，任何電機都體現著電和磁的相互作用，是電、磁這兩個矛盾著的對立面的統(tǒng)一。我們在這一章里討論直流電機的結構和工作原理，就是討論直流電機中的“磁”和“電”如何相互作用，相互制約，以及體現兩者之間相互關系的物理量和現象（電樞電動勢、電磁轉矩、電磁功率、電樞反應等）。

一、直流發(fā)電機的基本工作原理

直流發(fā)電機和直流電動機具有相同的結構，只是直流發(fā)電機是由原動機（一般是交流電動機）拖動旋轉而發(fā)電。可見，它是把機械能變?yōu)殡娔艿脑O備。直流電動機則接在直流電源上，拖動各種工作機械（機床、泵、電車、電纜設備等）工作，它是把電能變?yōu)闄C械能的設備。但是，當前已經有可控硅整流裝置替代了直流發(fā)電機，為了能使大家更好的理解直流電動機，有必要同時講述一下直流發(fā)電機的原理。

異步電機（感應電機）的工作原理是通過定子的旋轉磁場在轉子中產生感應電流，產生電磁轉矩，轉子中并不直接產生磁場.因此，轉子的轉速一定是小于同步速的（沒有這個差值，即轉差率，就沒有轉子感應電流），也因此叫做異步電機.

而同步電機轉子本身產生固定方向的磁場（用永磁鐵或直流電流產生），定子旋轉磁場“拖著”轉子磁場（轉子）轉動，因此轉子的轉速一定等于同步速，也因此叫做同步電機.

作為電動機時，大部分是用異步機；發(fā)電機都是同步機。

同步電機和異步電機的區(qū)別

三相交流電通過一定結構的繞組時，要產生旋轉磁場.在旋轉磁場的作用下，轉子隨旋轉磁場旋轉.如果轉子的轉速同旋轉磁場的轉速完全一致，就是同步電機；如果轉子的轉速小于磁場轉速，也就是說兩者不同步，就是異步電機.異步電機結構簡單，應用廣泛.同步電機要求轉子有固定的磁極（永磁或電磁），如交流發(fā)電機和同步交流電動機.

電機的轉速（定子轉速）小于旋轉磁場的轉速，從而叫為異步電機。它和感應電機基本上是相同的。s=（ns-n）/ns。s為轉差率，ns為磁場轉速，n為轉子轉速。

基本原理：（1）當三相異步電機接入三相交流電源時，三相定子繞組流過三相對稱電流產生的三相磁動勢（定子旋轉磁動勢）并產生旋轉磁場。

（2）該旋轉磁場與轉子導體有相對切割運動，根據電磁感應原理，轉子導體產

異步電機是一種交流電機，其負載時的轉速與所接電網的頻率之比不是恒定關系。異步電機包括感應電機、雙饋異步電機和交流換向器電機。感應電機應用最廣，在不致引起誤解或混淆的情況下，一般可稱感應電機為異步電機。

普通異步電機的定子繞組接交流電網，轉子繞組不需與其他電源連接。因此，它具有結構簡單，制造、使用和維護方便，運行可靠以及質量較小，成本較低等優(yōu)點。異步電機有較高的運行效率和較好的工作特性，從空載到滿載范圍內接近恒速運行，能滿足大多數工農業(yè)生產機械的傳動要求。異步電機還便于派生成各種防護型式，以適應不同環(huán)境條件的需要。異步電機運行時，必須從電網吸取無功勵磁功率，使電網的功率因數變壞。因此，對驅動球磨機、壓縮機等大功率、低轉速的機械設備，常采用同步電機。由于異步電機的轉速與其旋轉磁場轉速有一定的轉差關系，其調速性能較差（交流換向器電動機除外）。對要求較寬廣和平滑調速范圍的交通運輸機械、軋機、大型機床、印染及造紙機械等，采用直流電機較經濟、方便。但隨著大功率電子器件及交流調速系統(tǒng)的發(fā)展，目前適用于寬調速的異步電機的調速性能及經濟性已可與直流電機的相媲美。

同步電機和感應電機一樣是一種常用的交流電機。特點是：穩(wěn)態(tài)運行時，轉子的轉速和電網頻率之間有不變的關系n=ns=60f/p，ns稱為同步轉速。若電網的頻率不變，則穩(wěn)態(tài)時同步電機的轉速恒為常數而與負載的大小無關。

同步電機分為同步發(fā)電機和同步電動機。現代發(fā)電廠中的交流機以同步電機為主。