分析示意圖揭示了粉末成型油壓機(jī)泵和發(fā)電機(jī)的類似性質(zhì) - 兩者都遭受阻力損失，導(dǎo)致效率低下。

繼續(xù)將泵作為液壓回路的類比，發(fā)電機(jī)與電路相比，理想的發(fā)電機(jī)同樣100％有效。真正的發(fā)電機(jī)有兩個(gè)內(nèi)部損耗源。首先，在構(gòu)成電樞和磁場(chǎng)的繞組中總是存在一定量的電阻，因?yàn)樗鼈冇删哂须娮璧膶?dǎo)線組成。其次，伴隨運(yùn)動(dòng)的任何部分都會(huì)發(fā)生不可避免的摩擦和風(fēng)阻損失。

理想的，無(wú)損耗，并聯(lián)直流發(fā)電機(jī)的分析原理圖如圖1所示。術(shù)語(yǔ)分流意味著繞過(guò)電流。更具體地說(shuō)，并聯(lián)連接機(jī)器中的電樞電流和勵(lì)磁電流是獨(dú)立受影響和控制的。


作為回顧，發(fā)電機(jī)使用在磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)以產(chǎn)生電壓的線圈。該場(chǎng)由場(chǎng)繞組產(chǎn)生，該場(chǎng)繞組是靜止的。轉(zhuǎn)子，通常稱為發(fā)電機(jī)中的電樞，是旋轉(zhuǎn)部件。它也采用了多匝多分段繞組，其在磁場(chǎng)中的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致每法拉第定律產(chǎn)生感應(yīng)電壓。

轉(zhuǎn)子安裝的換向器將內(nèi)部產(chǎn)生的電壓傳送到外界。換向器與固定電刷物理滑動(dòng)接觸。在示意圖的電氣側(cè)上顯示為小黑色矩形的刷子通常由石墨制成，其提供導(dǎo)電性。由于換向器和電刷之間必要的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，石墨還具有自然干潤(rùn)滑性以最小化磨損率。

當(dāng)交流電流在電樞線圈內(nèi)循環(huán)時(shí)，換向器及其接觸電刷定位成使得外部世界中產(chǎn)生的電流是單向的。換句話說(shuō)，它是直流電。這使得電刷和換向器完全類似于液壓泵中的端口板及其腎端口。電刷換向器效應(yīng)和端口板 - 腎端口效應(yīng)都在它們各自的粉末成型油壓機(jī)中提供從內(nèi)部交流到外部直流的必要轉(zhuǎn)換。

為了便于比較，分流連接直流電機(jī)的分析原理圖如圖2所示。該圖對(duì)于檢查機(jī)器的機(jī)械和電氣側(cè)的操作是有用的。


其工作原理如下：由于作用在安裝在旋轉(zhuǎn)體上的載流電樞導(dǎo)體上的力，電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生扭矩。然而，因?yàn)槟切?dǎo)體在靜止磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)，所以必須存在感應(yīng)電壓。所以，有兩件事情在同一時(shí)間發(fā)生。產(chǎn)生扭矩的相同部件也會(huì)產(chǎn)生電壓。

電動(dòng)勢(shì)

感應(yīng)電壓始終作用于抵抗施加的外部電壓的方向（圖中未顯示），但連接到圖2中的A和B端口。施加的電壓，無(wú)論是電池還是直流電源，都會(huì)產(chǎn)生電流沿  圖2中的I AM所示。該電流將產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，導(dǎo)致電樞加速。

同時(shí)，電樞上的動(dòng)圈具有引起的電壓，該電壓與所施加的外部電壓相抵或反對(duì)。隨著軸速度增加，反電壓（通常稱為反電動(dòng)勢(shì)（反電動(dòng)勢(shì)））減小了激勵(lì)電流I AM。最終，計(jì)數(shù)器emf上升到等于施加的外部電壓，導(dǎo)致電流下降到零。沒(méi)有更多扭矩，因此電機(jī)停止加速。

在這種情況下，它將達(dá)到其穩(wěn)態(tài)速度。也就是說(shuō)，粉末成型油壓機(jī)電動(dòng)機(jī)加速直到反電動(dòng)勢(shì)等于所施加的電壓。因此，施加的電壓控制最終速度。在理想的機(jī)器中，這種解釋是100％正確的。然而，在一臺(tái)真正的機(jī)器中，它具有無(wú)可置疑的低效率，它幾乎是真實(shí)的。

所描述的直流電機(jī) - 無(wú)論是電動(dòng)機(jī)還是發(fā)電機(jī) - 將具有帶有機(jī)械部件（扭矩和速度）和電氣部件（電壓和電流）的分析示意圖。在兩個(gè)分析發(fā)生器中發(fā)生恒定的能量交換（圖1和8中的圓圈）。

要理解這一基本原理，請(qǐng)考慮電機(jī)以空載速度運(yùn)行，輸入電流I AM為零或接近零。然后施加一些外部負(fù)載（施加外部機(jī)械負(fù)載，需要轉(zhuǎn)矩來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)它），需要來(lái)自電動(dòng)機(jī)的輸出功率。軸減速，減少反電動(dòng)勢(shì)，并導(dǎo)致輸入電流上升。然后電機(jī)達(dá)到較慢的穩(wěn)態(tài)速度。

輸入功率增加以滿足負(fù)載的需要。通過(guò)這種能量交換，電輸入電路“知道”輸出電路中發(fā)生了什么。同樣，如果輸入電量發(fā)生變化，我們可以得出結(jié)論，輸出電路“知道”輸入端發(fā)生了什么。它只是從電氣到機(jī)械的經(jīng)典能量轉(zhuǎn)換的情況。如果我們能夠真正構(gòu)建理想的機(jī)器，那么斷電等于功率 - 至少是這種情況。


隨著輸出需求的上升和下降，輸入上升和下降。在發(fā)電機(jī)中進(jìn)行相同的互換。在粉末成型油壓機(jī)液壓泵和電機(jī)中發(fā)生完全類似的過(guò)程：當(dāng)泵以某種穩(wěn)態(tài)輸入速度和扭矩運(yùn)行，然后出口壓力升高時(shí)，它會(huì)增加泵輸入扭矩，并可能降低泵的輸入扭矩。原動(dòng)機(jī)。此外，輸入機(jī)械功率上升以滿足輸出端的液壓功率需求。

同樣，輸入“知道”輸出端發(fā)生了什么，反之亦然，提供了經(jīng)典的能量轉(zhuǎn)換和保護(hù)。兩個(gè)簡(jiǎn)單的方程表征了理想的發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)，可以看作與理想的泵和電動(dòng)機(jī)完全類似。

反電動(dòng)勢(shì)是：

E =（2π/ 60）k mg × I F × N

其中E是產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)，V; k mg是將勵(lì)磁電流和速度的乘積轉(zhuǎn)換為電壓的常數(shù); I F是勵(lì)磁電流，a; 和Ñ是軸速度，轉(zhuǎn)數(shù)。

扭矩表示為：

T = k mg × I F × I A.

其中T是軸扭矩，Nm; k mg是將磁場(chǎng)和電樞電流轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)矩的常數(shù); 而我A是電樞電流，a。

實(shí)際發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的分析圖

與液壓系統(tǒng)一樣，理想的電機(jī)僅作為模型存在。電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)具有類似于粉末成型油壓機(jī)液壓泵和電動(dòng)機(jī)的內(nèi)部損耗。

由于液壓泵是正排量機(jī)器（流動(dòng)源，而不是壓力源），液壓損失由平行的內(nèi)部泄漏路徑組成，這些泄漏路徑轉(zhuǎn)移一些否則將到達(dá)輸出工作端口的流體流體。相反，電損耗是串聯(lián)的并且用于抵抗（阻礙）進(jìn)入和離開(kāi)電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)的電流。結(jié)果是電壓下降，而液壓泵和電動(dòng)機(jī)經(jīng)歷流量損失。當(dāng)然，兩者都遭受摩擦損失。所有損失都會(huì)導(dǎo)致機(jī)器效率低下。

這導(dǎo)致分析示意圖，其包括如圖3中所示的摩擦和電阻損耗元件。機(jī)械摩擦由與泵和馬達(dá)中使用的符號(hào)形狀相同的表示，R Gfw。電樞電阻R AG與電樞串聯(lián)，并且場(chǎng)電阻由R FG表示。下標(biāo)中的G表示它適用于生成器。這三種電阻稱為寄生效應(yīng)，因?yàn)樗鼈兣c寄生蟲(chóng)一樣，帶有用于制作線圈繞組的導(dǎo)線。


電樞電阻的值有點(diǎn)復(fù)雜，因?yàn)樗ㄔ陔姌泻投ㄗ拥蔫F疊片中循環(huán)的不可避免的渦流的影響。為了完成實(shí)際電機(jī)的示意圖，增加了粉末成型油壓機(jī)電動(dòng)機(jī)的分析示意圖（圖4）。它是發(fā)電機(jī)的鏡像，具有三種損耗因素：機(jī)械摩擦，電樞電阻和磁場(chǎng)電阻。在這種情況下，下標(biāo)包含M以指示其對(duì)電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用。