任務(wù)31 直流電動(dòng)機(jī)的認(rèn)識(shí)與拆裝

1、項(xiàng)目項(xiàng)目3 直流電動(dòng)機(jī)的拆裝與維護(hù)直流電動(dòng)機(jī)的拆裝與維護(hù)【項(xiàng)目目標(biāo)】【項(xiàng)目目標(biāo)】【項(xiàng)目?jī)?nèi)容】【項(xiàng)目?jī)?nèi)容】 直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)動(dòng)原理及運(yùn)行特性；直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、反轉(zhuǎn)、調(diào)速和制動(dòng)；直流電動(dòng)機(jī)的維護(hù)與檢修 。 熟悉直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、類型及銘牌數(shù)據(jù)，掌握直流電動(dòng)機(jī)的工作原理及工作的可逆性； 理解直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性，掌握常見啟動(dòng)方法的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍； 了解直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速指標(biāo)，掌握直流電動(dòng)機(jī)常見調(diào)速方法及優(yōu)缺點(diǎn)； 掌握直流電動(dòng)機(jī)的常見制動(dòng)方法及優(yōu)缺點(diǎn)；能正確選用直流電動(dòng)機(jī)，并能對(duì)其進(jìn)行正常的維護(hù)保養(yǎng)及常見故障檢修。 任務(wù)任務(wù)3.1 直流電動(dòng)機(jī)的認(rèn)識(shí)與拆裝直流電動(dòng)機(jī)的認(rèn)識(shí)與拆裝一、直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)一

2、、直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)1.定子定子 直流電動(dòng)機(jī)的定子主要由機(jī)座、主磁極、換向磁極、電刷裝置和端蓋組成。小型直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖3-1所示，其剖面圖如圖3-2所示。 (1)機(jī)座：機(jī)座通常由鑄鋼或鋼板焊接而成，目前由薄鋼板或硅鋼片疊成的機(jī)座應(yīng)用越來越多。(2)主磁極：主磁極的作用是產(chǎn)生恒定的、有一定空間分布形狀的氣隙磁通，也是磁路的一部分。主磁極的結(jié)構(gòu)如圖3-3所示。 (3)換向極鐵芯換向極繞組：換向極的作用是用來改善直流電動(dòng)機(jī)的換向性能。一般電動(dòng)機(jī)容量超過1kW的小型或中、大型直流電動(dòng)機(jī)多數(shù)裝設(shè)電磁換向極。電磁換向極由換向極鐵芯和換向極繞組構(gòu)成，如圖3-4所示。換向極安裝在相鄰的兩個(gè)主磁極之間。換向

3、極繞組一般與電樞繞組串聯(lián)。 (4)電刷裝置：電刷裝置與換向片一起完成機(jī)械整流，把外部電路中的直流變換為電樞中的交流。電刷的結(jié)構(gòu)如圖3-5所示。(5)端蓋：端蓋主要起支撐作用。端蓋固定于機(jī)座上，其上放置軸承支撐直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸，使直流電動(dòng)機(jī)能夠旋轉(zhuǎn)。 2.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子(1)電樞鐵芯 電樞鐵芯主要用來嵌放電樞繞組和作為直流電動(dòng)機(jī)磁路的一部分。小型直流電動(dòng)機(jī)的電樞沖片形狀和電樞鐵芯裝配圖如圖3-6所示。 (2)電樞繞組電樞繞組的構(gòu)成。電樞繞組是由帶絕緣的導(dǎo)體繞制而成的。小型電動(dòng)機(jī)常采用銅導(dǎo)線繞制；在中型電動(dòng)機(jī)常采用成型線圈。為便于嵌線，每個(gè)元件的一個(gè)元件邊放在轉(zhuǎn)子鐵芯的某一個(gè)槽的上層(稱為上層邊)，另一

4、個(gè)元件邊則放在轉(zhuǎn)子鐵芯的另一個(gè)槽的下層(稱為下層邊)，如圖3-7所示。 通常在每個(gè)實(shí)槽內(nèi)的上、下層并列嵌放若干個(gè)元件邊，如圖3-8所示，這樣把每個(gè)實(shí)槽劃分為個(gè)虛槽，而每個(gè)虛槽的上、下層有一個(gè)元件邊，這樣實(shí)槽數(shù)為Z，總虛槽數(shù)為Zi，則ZiZ。 繞組的元件數(shù)S、換向片數(shù)K和虛槽數(shù)Zi三者應(yīng)相等，即SKZiZ (3)換向器 換向器又稱為整流子，對(duì)于發(fā)電機(jī)，換向器的作用是把電樞繞組中的交變電動(dòng)勢(shì)轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟妱?dòng)勢(shì)向外部輸出直流電壓；對(duì)于電動(dòng)機(jī)，它是把外界供給的直流電流轉(zhuǎn)變?yōu)槔@組中的交變電流以使電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)。換向器是直流電機(jī)的關(guān)鍵部件之一，也是最薄弱的部分。換向器的結(jié)構(gòu)如圖3-9所示。 (4)轉(zhuǎn)軸，是支撐換

5、向器、轉(zhuǎn)子鐵芯、端蓋、軸承等部件并進(jìn)行能量傳遞的重要零件，由轉(zhuǎn)軸向外輸出機(jī)械能。轉(zhuǎn)軸一般用優(yōu)質(zhì)鋼材加工而成。(5)風(fēng)扇，直流電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行冷卻，降低運(yùn)行溫度的部件。風(fēng)扇一般用金屬或塑料等機(jī)械強(qiáng)度較高的材料做成，其主要結(jié)構(gòu)包括風(fēng)扇扇葉和風(fēng)扇支座。3.氣隙。氣隙。直流電動(dòng)機(jī)定子、轉(zhuǎn)子有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，故定子、轉(zhuǎn)子間留有一定的空氣間隙。氣隙的大小與直流電動(dòng)機(jī)的容量有關(guān)。 二、直流電動(dòng)機(jī)的分類與銘牌數(shù)據(jù)二、直流電動(dòng)機(jī)的分類與銘牌數(shù)據(jù)1.直流電動(dòng)機(jī)的分類直流電動(dòng)機(jī)的分類 若按勵(lì)磁方式分類，可分為永磁式直流電動(dòng)機(jī)和電磁式直流電動(dòng)機(jī)。(1)永磁式直流電動(dòng)機(jī) 永磁式直流電動(dòng)機(jī)的磁場(chǎng)是由磁性材料本身提供的，

6、不需要線圈勵(lì)磁，主要用于微型直流電動(dòng)機(jī)或一些具有特殊要求的直流電動(dòng)機(jī)。(2)電磁式直流電動(dòng)機(jī) 電磁式直流電動(dòng)機(jī)又分為：他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，其接線圖如圖3-10(a)所示；并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，其接線圖如圖3-10(b)所示；串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，其接線圖如圖3-10(c)所示；復(fù)勵(lì)式直流電動(dòng)機(jī)，如圖3-10(d)所示。 2.直流電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)直流電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)(1)型號(hào)。以Z272為例說明如下。 產(chǎn)品代號(hào)的含義為：Z系列，一般用途直流電動(dòng)機(jī)，如Z2、Z3、Z4等系列；ZJ系列：精密機(jī)床用直流電動(dòng)機(jī)；ZT系列：廣調(diào)速直流電動(dòng)機(jī)；ZQ系列，牽引直流電動(dòng)機(jī)；ZH系列，船用直流電動(dòng)機(jī)；ZA系列，防爆安全型直流電動(dòng)

7、機(jī)；ZKJ系列，挖掘機(jī)用直流電動(dòng)機(jī)；ZZJ系列，冶金起重機(jī)用直流電動(dòng)機(jī)。 (2)額定數(shù)據(jù) 額定容量PN(功率)(kW)，是指直流電動(dòng)機(jī)帶額定負(fù)載時(shí)，轉(zhuǎn)軸上輸出的機(jī)械功率。 額定電壓UN(V)，是指直流電動(dòng)機(jī)安全運(yùn)行時(shí)的最高電壓。 額定電流IN(A)，是指直流電動(dòng)機(jī)按照規(guī)定的工作方式運(yùn)行時(shí)允許輸入的電流。 額定轉(zhuǎn)速nN(rmin)，是指直流電動(dòng)機(jī)在額定電壓、額定電流和額定容量的情況下運(yùn)行時(shí)，直流電動(dòng)機(jī)所允許的旋轉(zhuǎn)速度。 額定轉(zhuǎn)矩TN(Nm)。是指直流電動(dòng)機(jī)帶額定負(fù)載運(yùn)行時(shí)，輸出的機(jī)械功率與轉(zhuǎn)子額定角速度的比值。 額定效率，是指直流電動(dòng)機(jī)帶額定負(fù)載運(yùn)行時(shí)，輸出的機(jī)械功率與輸入的電功率之比。 額定勵(lì)

8、磁電流IfN(A)，是指直流電動(dòng)機(jī)帶額定負(fù)載運(yùn)行時(shí)，勵(lì)磁回路所允許的最大勵(lì)磁電流。(3)其他有關(guān)信息，包括：勵(lì)磁方式，防護(hù)等級(jí)，絕緣等級(jí)，工作制，重量，出廠日期，出廠編號(hào)，生產(chǎn)單位等。 三、直流電動(dòng)機(jī)的工作原理三、直流電動(dòng)機(jī)的工作原理1.直流電動(dòng)動(dòng)機(jī)工作原理直流電動(dòng)動(dòng)機(jī)工作原理 在直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子線圈上加上直流電源，借助于換向器和電刷的作用，轉(zhuǎn)子線圈中流過方向交變的電流，在定子產(chǎn)生的磁場(chǎng)中受電磁力，產(chǎn)生方向恒定不變的電磁轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子朝確定的方向連續(xù)旋轉(zhuǎn)，這就是直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理?？梢杂靡粋€(gè)簡(jiǎn)單的模型來說明，如圖3-11所示。 2.直流電機(jī)的可逆原理直流電機(jī)的可逆原理(1)直流發(fā)電機(jī) 當(dāng)發(fā)電機(jī)

9、帶負(fù)載以后，就有電流流過負(fù)載，同時(shí)也流過線圈，其方向與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向相同。根據(jù)電磁力定律，載流導(dǎo)體ab和cd在磁場(chǎng)中會(huì)受力的作用，形成的電磁轉(zhuǎn)矩方向?yàn)轫槙r(shí)針方向，與轉(zhuǎn)速方向相反。這意味著，電磁轉(zhuǎn)矩阻礙發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，是制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。 原動(dòng)機(jī)必須用足夠大的拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩來克服電磁轉(zhuǎn)矩的制動(dòng)作用，以維持發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。此時(shí)發(fā)電機(jī)從原動(dòng)機(jī)吸取機(jī)械能，轉(zhuǎn)換成電能向負(fù)載輸出。(2)直流電動(dòng)機(jī) 當(dāng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)起來后，導(dǎo)體ab和cd切割磁力線，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，用右手定則判斷出其方向與電流方向相反。這意味著，此電樞電動(dòng)勢(shì)是一反電動(dòng)勢(shì)，它阻礙電流流入電動(dòng)機(jī)。 所以，直流電動(dòng)機(jī)要正常工作，就必須施加直流電源以克服反電動(dòng)勢(shì)的阻礙

10、作用，把電流送入電動(dòng)機(jī)。此時(shí)電動(dòng)機(jī)從直流電源吸取電能，轉(zhuǎn)換成機(jī)械能輸出。 【任務(wù)實(shí)施】【任務(wù)實(shí)施】1.任務(wù)實(shí)施的內(nèi)容任務(wù)實(shí)施的內(nèi)容 直流電動(dòng)機(jī)的拆裝及電刷中性線位置的調(diào)整。2.任務(wù)實(shí)施的要求任務(wù)實(shí)施的要求 (1)掌握小型直流電動(dòng)機(jī)的拆卸及安裝的方法。 (2)掌握調(diào)整電刷中性線位置的方法。3.設(shè)備器材設(shè)備器材 直流電動(dòng)機(jī)，1臺(tái)；1.53V直流電源，1臺(tái)；直流毫伏表，1塊；兆歐表，1塊；電工工具(含頂拔器、活扳手、榔頭、螺絲刀、紫銅棒、鋼套筒、毛刷、鉗子、螺絲刀)，1套 。4.任務(wù)實(shí)施的步驟任務(wù)實(shí)施的步驟 (1)觀察直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)，抄錄電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)，將有關(guān)數(shù)據(jù)填入表3.1中。 (2)用手撥動(dòng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，觀察其轉(zhuǎn)動(dòng)情況是否良好。 (3)拆裝直流電動(dòng)機(jī)。將拆裝有關(guān)情況記入表3.2中。 電動(dòng)機(jī)裝配后進(jìn)行如下檢驗(yàn)，將有關(guān)數(shù)據(jù)詳細(xì)記錄于表3.3中。 (4)電刷中線性位置的調(diào)整 按圖3-12所示接線，當(dāng)電樞靜止時(shí)，將毫伏表接到相鄰的兩組電刷上(電刷與換向器接觸一定要良好)。勵(lì)磁繞組通過開關(guān)S接到1.53V的直流電壓源上。 頻繁地閉合和斷開開關(guān)S，同時(shí)將電刷架向左或向右慢慢移動(dòng)，觀察直流毫伏表的擺動(dòng)情況，直至毫伏表指針不動(dòng)或擺動(dòng)很小時(shí)，電刷位置就是中性線位置。 將刷架固緊后再?gòu)?fù)測(cè)一次。 5.注意事項(xiàng)注意事項(xiàng) (1)拆下刷架前，要做好標(biāo)記，便于安裝后調(diào)整電刷