直流電動(dòng)機(jī)知識(shí)要點(diǎn)

一、直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)組成直流電動(dòng)機(jī)主要由定子、轉(zhuǎn)子（電樞）兩大部分組成。定子包括機(jī)座、主磁極、換向極和電刷裝置。轉(zhuǎn)子包括電樞鐵芯、電樞繞組和換向器。各部分的作用機(jī)座磁路的一部分和固定支撐作用。一般用鑄鐵、鑄鋼或鋼板焊接成形。主磁極產(chǎn)生氣隙主磁場(chǎng)。由鐵芯和勵(lì)磁繞組組成。主磁極鐵心采用1~1.5mm的低碳鋼板沖壓一定形狀疊裝固定而成。換向極改善換向，減少電刷與換向器之間的火花。由鐵芯和繞組組成。通常安裝在兩個(gè)相鄰的主磁極的中性線上，其極性順著電樞旋轉(zhuǎn)的方向，與下一個(gè)磁極極性相反。其勵(lì)磁繞組與電樞繞組串聯(lián)。電刷裝置連接旋轉(zhuǎn)的電樞電路與靜止的外電路。由電刷、刷握、刷桿等組成。電刷是石墨或金屬石墨組成的導(dǎo)電塊。電樞鐵芯電動(dòng)機(jī)磁路的一部分，嵌放電樞繞組。由0.35~0.5mm厚的相互絕緣的硅鋼片沖制疊壓而成。電樞繞組產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。由許多線圈按一定規(guī)律連接而成。換向器實(shí)現(xiàn)交直流的轉(zhuǎn)換。由許多鍥形銅片組成的圓柱體，片與片之間用云母隔開絕緣，片與軸間絕緣。二、直流電動(dòng)機(jī)的分類直流電動(dòng)機(jī)按主磁場(chǎng)的不同分為永磁式和勵(lì)磁式。勵(lì)磁式按主磁極繞組與電樞繞組的接線方式不同分為他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)、并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)、串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)、復(fù)勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)。二、直流電動(dòng)機(jī)的工作原理勵(lì)磁繞組通入直流電產(chǎn)生主磁場(chǎng)。電樞繞組通入直流電，在主磁場(chǎng)中受到電磁力從而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。借助電刷和換向器的作用，把電源的直流電轉(zhuǎn)變成為電樞繞組中的交流電，保持電磁磚矩的方向不變，使直流電動(dòng)機(jī)朝一定的方向連續(xù)旋轉(zhuǎn)。從上看出，直流電動(dòng)機(jī)不是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，切割主磁極磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中又會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，該電動(dòng)勢(shì)與外加電源方向相反，稱為電樞電動(dòng)勢(shì) Ea。電樞轉(zhuǎn)動(dòng)越快，Ea越大。aa（E=C①n）ae外加電壓U、電樞電動(dòng)勢(shì)E、電樞電壓降IR三者的關(guān)系為U=E+IRa aa aaa三、直流電動(dòng)機(jī)的工作特性他勵(lì)和并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)具有硬的機(jī)械特性，當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩增大時(shí)轉(zhuǎn)速略有下降，但變化不大，具有恒轉(zhuǎn)速特性。他勵(lì)電動(dòng)機(jī)廣泛用于需要寬調(diào)速的拖動(dòng)系統(tǒng)中，如龍門刨床。并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)一般用于拖動(dòng)轉(zhuǎn)速變化較小的負(fù)載，如金屬切削機(jī)床。串聯(lián)電動(dòng)機(jī)具有軟的機(jī)械特性，當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩增大時(shí)轉(zhuǎn)速大幅下降。當(dāng)負(fù)載很輕或接近空載時(shí)，轉(zhuǎn)速將很高。因此，串勵(lì)電動(dòng)機(jī)絕對(duì)不允許在額定電壓下空載運(yùn)行。串勵(lì)電動(dòng)機(jī)與負(fù)載之間必須用連軸器或齒輪連接，不準(zhǔn)用皮帶傳動(dòng)。串勵(lì)電動(dòng)機(jī)主要用于起重及交通運(yùn)輸機(jī)械上，如起重吊車、城市電車等，手槍鉆、電動(dòng)錘、家用絞肉機(jī)、吸塵器等也采用串勵(lì)電動(dòng)機(jī)。四、直流電動(dòng)機(jī)的控制直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)直接起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流可以達(dá)到額定值的10—20倍。原因n=0時(shí)，Ea=0,Ra很小，所以電流很大。起動(dòng)方法電樞串電阻起動(dòng)、降壓起動(dòng)。電樞回路串電阻起動(dòng)時(shí)，全部電阻均串入電樞回路，隨著轉(zhuǎn)速升高，逐漸減小電阻，直至全部切除，起動(dòng)結(jié)束。串聯(lián)電阻的數(shù)值要求一般把起動(dòng)電流限制在2?2.5倍的額定電流范圍內(nèi)。降壓起動(dòng)指的是降低加在電樞繞組上的電壓，起動(dòng)時(shí)，勵(lì)磁繞組電壓必須是額定值。降壓起動(dòng)電動(dòng)機(jī)需要有專用直流電源。直流電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)方法：改變磁通（即勵(lì)磁電流）的方向；改變電樞電流的方向。實(shí)際中，一般采用電樞繞組反接的方法實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)。電樞繞組反接的同時(shí)必須連同換向極繞組一起反接。串勵(lì)電動(dòng)機(jī)通過改變電源端電壓的方向無(wú)法實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速調(diào)速方法及特點(diǎn)如表所示項(xiàng)目方法轉(zhuǎn)速變化調(diào)速平滑性調(diào)速范圍能量消耗機(jī)械特性屬何種調(diào)速電樞串電阻調(diào)速向低調(diào)有級(jí)級(jí)數(shù)有限大變軟恒轉(zhuǎn)矩降壓調(diào)速向低調(diào)無(wú)級(jí)范圍大小較硬恒轉(zhuǎn)矩弱磁調(diào)速向高調(diào)無(wú)級(jí)范圍小小較硬恒功率電樞串電阻調(diào)速中的電阻，可以作為起動(dòng)電阻應(yīng)用，但串電阻起動(dòng)中的電阻，不能作為調(diào)速電阻應(yīng)用。降壓調(diào)速只能降低電樞電壓，勵(lì)磁繞組電壓要為額定值。弱磁調(diào)速一般通過改變勵(lì)磁回路電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)。最高轉(zhuǎn)速一般控制在1.2倍額定轉(zhuǎn)速的范圍內(nèi)。直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)直流電動(dòng)動(dòng)機(jī)的制動(dòng)分為機(jī)械制動(dòng)與電氣制動(dòng)。電氣制動(dòng)分為以下幾種（1）能耗制動(dòng)原理電動(dòng)機(jī)的電樞繞組脫離電源，用制動(dòng)電阻Ra短接，轉(zhuǎn)子在慣性下繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，其導(dǎo)體切割勵(lì)磁繞組磁場(chǎng)形成感應(yīng)電流，使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生一個(gè)與轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的電磁轉(zhuǎn)矩，從而使電動(dòng)機(jī)迅速停轉(zhuǎn)。能耗制動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)工作在發(fā)電狀態(tài)，將系統(tǒng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，消耗在電樞回路的電阻上。特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，運(yùn)行可靠、制動(dòng)過程平穩(wěn)；缺點(diǎn)是需要能量無(wú)法利用，低速時(shí)制動(dòng)效果差。適用場(chǎng)合用于要求制動(dòng)平穩(wěn)、迅速停車的場(chǎng)合。（2）反接制動(dòng)原理把運(yùn)行中的電動(dòng)機(jī)的電樞繞組反接到電源上，通過改變電樞繞組電壓的極性使電磁轉(zhuǎn)矩改變方向，產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。反接制動(dòng)時(shí)，一定要在電樞回路中串入制動(dòng)限流電阻R。制動(dòng)結(jié)束要迅速a切斷電源，以防電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)是制動(dòng)效果強(qiáng)烈，所需設(shè)備簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)是電能損耗多，對(duì)電源沖擊太大。適用場(chǎng)合強(qiáng)烈制動(dòng)的場(chǎng)合，通常只在小功率電動(dòng)機(jī)上采用。（3）回饋制動(dòng)（發(fā)電制動(dòng)、再生制動(dòng)）原理當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n超過理