直流電機(jī)-直流電機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理（列車(chē)電機(jī)）

直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)CONTENTS12直流電機(jī)的分類(lèi)CLASSIFICATIONOFDCMOTOR直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)組成STRUCTUREOFDCMOTOR直流電機(jī)的分類(lèi)CLASSIFICATIONOFDCMOTORPART011直流電機(jī)的分類(lèi)直流電機(jī)按照能量傳輸方向，直流電機(jī)可分為直流發(fā)電機(jī)直流電動(dòng)機(jī)按照功能劃分，直流電機(jī)可分為控制電機(jī)動(dòng)力電機(jī)按照勵(lì)磁方式劃分，可分為他勵(lì)電機(jī)并勵(lì)電機(jī)串勵(lì)電機(jī)復(fù)勵(lì)電機(jī)特別的，他勵(lì)電機(jī)因其獨(dú)立電源勵(lì)磁供電，調(diào)節(jié)更加方便，機(jī)械特性較硬，更適用于機(jī)車(chē)、動(dòng)車(chē)等軌道交通領(lǐng)域?qū)挿秶{(diào)速系統(tǒng)，例如機(jī)車(chē)用脈沖牽引電機(jī)。直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)組成STRUCTUREOFDCMOTORPART022直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)組成直流電機(jī)結(jié)構(gòu)圖1—直流電機(jī)總成；2—后端蓋；3—通風(fēng)器；4—定子總成；5—轉(zhuǎn)子（電樞）總成；6—電刷裝置；7—前端蓋直流電機(jī)從外到內(nèi)拆解掉前后端蓋等外殼部分后、主要由靜止的定子總成旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子總成定轉(zhuǎn)子間氣隙部分通風(fēng)器部分組成2直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)組成1—機(jī)座；2—主極螺釘；3—主極鐵心；4一框架5—主極繞組；6—絕緣墊襯直流電機(jī)定子的作用是產(chǎn)生磁場(chǎng)和作為電機(jī)的機(jī)械支撐，主要由機(jī)座主磁極換向極電刷裝置…2直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)組成機(jī)座兼起機(jī)械支撐和導(dǎo)磁磁路兩個(gè)作用。機(jī)座通常為鑄鋼件，也有釆用鋼板焊接而成的。1—機(jī)座；2—主極螺釘；3—主極鐵心；4一框架5—主極繞組；6—絕緣墊襯1主磁極由主極鐵心和主極線圈兩部分組成。主極鐵心一般用1~1.5mm厚的薄鋼板沖片疊壓后再用鉚釘鉚緊成一個(gè)整體。22直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)組成換向極又稱(chēng)為附加極，它裝在兩個(gè)主極之間，用來(lái)改善直流電機(jī)的換向。換向極由換向極鐵心和換向極線圈構(gòu)成。3電刷裝置的作用是通過(guò)電刷與換向器表面的滑動(dòng)接觸，把轉(zhuǎn)動(dòng)的電樞繞組與外電路相連。電刷裝置一般由電刷、刷握、刷桿、刷桿座等部分組成。41—刷桿座；2—彈簧；3—刷桿；4—電刷；2直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)組成1—電樞鐵心；2—換向器；3—繞組元件；4—鐵心沖片2.轉(zhuǎn)子總成轉(zhuǎn)子又稱(chēng)電樞，主要由轉(zhuǎn)軸電樞鐵心電樞繞組換向器…組成2直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)組成1—電樞鐵心；2—換向器；3—繞組元件；4—鐵心沖片轉(zhuǎn)軸的作用是用來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩的，一般用合金鋼鍛壓而成。（1）轉(zhuǎn)軸2直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)組成1—電樞鐵心；2—換向器；3—繞組元件；4—鐵心沖片（2）電樞鐵心電樞鐵心是電機(jī)磁路的一部分，也是承受電磁力作用的部件。當(dāng)電樞在磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)時(shí)，在電樞鐵心中將產(chǎn)生渦流和磁滯損耗，為了減小這些損耗的影響，電樞鐵心通常用0.5mm厚的電工鋼片疊壓而成，電樞鐵心固定在轉(zhuǎn)子支架或轉(zhuǎn)軸上。2直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)組成1一螺旋壓圈；2—換向器套筒；3—V形壓圈；4—V形云母環(huán)；5—換向銅片；6—云母片（3）電樞繞組電樞繞組的作用是產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)和通過(guò)電流產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換。它是直流電機(jī)的主要電路部分。2直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)組成1一螺旋壓圈；2—換向器套筒；3—V形壓圈；4—V形云母環(huán)；5—換向銅片；6—云母片（4）換向器換向器的作用是機(jī)械整流，即在直流電動(dòng)機(jī)中，它將外加的直流電流逆變成繞組內(nèi)的交流電流；在直流發(fā)電機(jī)中，它將繞組內(nèi)的交流電勢(shì)整流成電刷兩端的直流電勢(shì)。3.其他部分2直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)組成定子和轉(zhuǎn)子之間有一定大小的間隙，稱(chēng)為氣隙。氣隙保證了轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)，且影響著磁通量的大小。在小容量電機(jī)中，氣隙通常為1-3mm在大容量電機(jī)中，可達(dá)10-12mm。（1）氣隙3.其他部分2直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)組成通風(fēng)器（即風(fēng)扇）實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的散熱冷卻，保證電機(jī)的額定溫升及正常運(yùn)行。當(dāng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，風(fēng)扇將冷卻的空氣吸入電機(jī)對(duì)換向器、勵(lì)磁繞組、電樞鐵心和電樞繞組冷卻，然后再經(jīng)風(fēng)扇經(jīng)出風(fēng)口排出機(jī)外。（2）通風(fēng)器直流電機(jī)的工作原理CONTENTS1234直流電機(jī)簡(jiǎn)單模型SIMPLEMODELOFDCMOTOR直流發(fā)電機(jī)工作原理WORKINGPRINCIPLEOFDCGENERATOR直流電動(dòng)機(jī)工作原理WORKINGPRINCIPLEOFDCMOTOR總結(jié)SUMMARY直流電機(jī)簡(jiǎn)單模型SIMPLEMODELOFDCMOTORPART011直流電機(jī)簡(jiǎn)單模型主磁極主磁極NS為定子上固定不動(dòng)的兩個(gè)主磁極主磁極可以采用永久磁鐵，也可以采用電磁鐵在電磁鐵的勵(lì)磁線圈上通以方向不變的直流電流，便形成一定極性的磁極。1直流電機(jī)簡(jiǎn)單模型電樞繞組主磁極主磁極在兩個(gè)主磁極N、S之間裝有一個(gè)可以轉(zhuǎn)動(dòng)的、由鐵磁材料制成的圓柱體；圓柱體表面嵌有一線圈abcd（稱(chēng)為電樞繞組）線圈首末兩端分別連接到兩個(gè)弧形銅片（稱(chēng)為換向片）上。1直流電機(jī)簡(jiǎn)單模型換向片及間隙中的絕緣材料構(gòu)成一個(gè)整體，稱(chēng)為換向器，它固定在轉(zhuǎn)軸上（但與轉(zhuǎn)軸絕緣）并隨轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，整個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)部分稱(chēng)為電樞。為了接通電樞內(nèi)電路和外電路，在定子上裝有兩個(gè)固定不動(dòng)的電刷A和B，并壓在換向器上，與其保持滑動(dòng)接觸。換向器電刷電刷直流發(fā)電機(jī)工作原理WORKINGPRINCIPLEOFDCGENERATORPART022直流發(fā)電機(jī)——感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩當(dāng)電樞線圈ab,cd轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，切割定子磁極產(chǎn)生的磁感線，根據(jù)電磁感應(yīng)原理及右手定則，電樞線圈中將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，并在內(nèi)外電路形成的閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，供外電路使用；（a）（b）2直流發(fā)電機(jī)——感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩當(dāng)電樞轉(zhuǎn)過(guò)90°時(shí)，線圈有效ab和cd轉(zhuǎn)到N、S極之間的幾何中心線上，此時(shí)瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零；（a）（b）2直流發(fā)電機(jī)——感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩當(dāng)電樞轉(zhuǎn)過(guò)180°時(shí)，導(dǎo)體ab和cd及換向片1、2位置互換，如圖（b），線圈兩個(gè)有效邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向分別為a→b,c→d，電勢(shì)方向恰與開(kāi)始瞬時(shí)相反。（a）（b）換向片2→A→負(fù)載→B→換向片1外電路中流過(guò)的電流從2直流發(fā)電機(jī)——感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩由此可見(jiàn)，電刷A始終與轉(zhuǎn)到N極下的有效邊所連接的換向片接觸，故電刷極性始終不變（a）（b）A為“+”B為“-“直流電動(dòng)機(jī)工作原理WORKINGPRINCIPLEOFDCMOTORPART033直流電動(dòng)機(jī)工作原理假設(shè)電刷A、B外接一直流電源，圖中瞬時(shí)電流的流向?yàn)?→A→1→a→b→c→d→2→B→-換向換向片3直流電動(dòng)機(jī)工作原理導(dǎo)體所受電磁力的方向用左手定則確定，在初期瞬時(shí)ab位于N極下，受力方向從右向左cd位于S極下，受力方向從左向右電磁力對(duì)轉(zhuǎn)軸便形成一電磁轉(zhuǎn)矩T。在T的作用下，電樞便逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)起來(lái)。3直流電動(dòng)機(jī)工作原理當(dāng)電樞轉(zhuǎn)過(guò)90°，電刷不與換向片接觸，而與換向片間的絕緣片相接觸，此時(shí)線圈中沒(méi)有電流流過(guò)，故電磁轉(zhuǎn)矩為0。但由于慣性，電樞仍能轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度，電刷A、B則又將分別與換向片2、1接觸。3直流電動(dòng)機(jī)工作原理線圈中又有電流i流過(guò)，此時(shí)，導(dǎo)體ab、cd中電流改變了方向，即為b→a,d→c,且導(dǎo)體ab轉(zhuǎn)到S極下，ab所受的電磁力f方向從左向右，cd轉(zhuǎn)到N極下，cd所受的電磁力f方向從右向左。因此，線圈仍然受到逆時(shí)針?lè)较螂姶呸D(zhuǎn)矩的作用，電樞始終保持同一方向