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，都是利用电和磁的彼此作用来实现机械能与电能的彼此转换。

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力麻烦。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。不外，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。包罗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。

任何电机都包罗磁场部分和电路部分。从上述原理可见，任何电机都表现着电和磁的彼此作用，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”如何彼此作用，彼此制约，以及表现两者之间彼此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）。

一、直流发电机的基本工作原理

直流发电机和直流电动机具有相同的结构，只是直流发电机是由原动机（一般是交流电动机）拖动旋转而发电。可见，它是把机械能变为电能的设备。直流电动机则接在直流电源上，拖动各种工作机械（机床、泵、电车、电缆设备等）工作，它是把电能变为机械能的设备。但是，当前已经有可控硅整流装置替代了直流发电机，为了能使大家更好的理解直流电动机，有必要同时讲述一下直流发电机的原理。

异步电机（感应电机）的工作原理是通过定子的旋转磁场在转子中产生感应电流，产生电磁转矩，转子中并不直接产生磁场.因此，转子的转速必然是小于同步速的（没有这个差值，即转差率，就没有转子感应电流），也因此叫做异步电机.

而同步电机转子本身产生固定标的目的的磁场（用永磁铁或直流电流产生），定子旋转磁场“拖着”转子磁场（转子）转动，因此转子的转速必然等于同步速，也因此叫做同步电机.

作为电动机时，大部分是用异步机；发电机都是同步机。

同步电机和异步电机的区别

三相交流电通过必然结构的绕组时，要产生旋转磁场.在旋转磁场的作用下，转子随旋转磁场旋转.如果转子的转速同旋转磁场的转速完全一致，就是同步电机；如果转子的转速小于磁场转速，也就是说两者不同步，就是异步电机.异步电机结构简单，应用广泛.同步电机要求转子有固定的磁极（永磁或电磁），如交流发电机和同步交流电动机.

电机的转速（定子转速）小于旋转磁场的转速，从而叫为异步电机。它和感应电机基本上是相同的。s=（ns-n）/ns。s为转差率，ns为磁场转速，n为转子转速。

基本原理：（1）当三相异步电机接入三相交流电源时，三相定子绕组流过三相对称电流产生的三相磁动势（定子旋转磁动势）并产生旋转磁场。

（2）该旋转磁场与转子导体有相对切割运动，按照电磁感应原理，转子导体产

异步电机是一种交流电机，其负载时的转速与所接电网的频率之比不是恒定关系。异步电机包罗感应电机、双馈异步电机和交流换向器电机。感应电机应用最广，在不致引起误解或混淆的情况下，一般可称感应电机为异步电机。

普通异步电机的定子绕组接交流电网，转子绕组不需与其他电源连接。因此，它具有结构简单，制造、使用和维护便利，运行可靠以及质量较小，成本较低等优点。异步电机有较高的运行效率和较好的工作特性，从空载到满载范围内接近恒速运行，能满足大多数工农业生产机械的传动要求。异步电机还便于派生成各种防护型式，以适应不同环境条件的需要。异步电机运行时，必需从电网吸取无功励磁功率，使电网的功率因数变坏。因此，对驱动球磨机、压缩机等大功率、低转速的机械设备，常采用同步电机。由于异步电机的转速与其旋转磁场转速有必然的转差关系，其调速性能较差（交流换向器电动机除外）。对要求较宽广和平滑调速范围的交通运输机械、轧机、大型机床、印染及造纸机械等，采用直流电机较经济、便利。但随着大功率电子器件及交流调速系统的发展，目前适用于宽调速的异步电机的调速性能及经济性已可与直流电机的相媲美。

同步电机和感应电机一样是一种常用的交流电机。特点是：稳态运行时，转子的转速和电网频率之间有不变的关系n=ns=60f/p，ns称为同步转速。若电网的频率不变，则稳态时同步电机的转速恒为常数而与负载的大小无关。

同步电机分为同步发电机和同步电动机。现代发电厂中的交流机以同步电机为主。