直流電機的工作原理及結構

1、直流電機是指能輸出直流電流的發(fā)電機,或通入直流電流而產(chǎn)生機械運動的電動機.,第二章 直流電機,直流電機是電機的主要類型之一。一臺直流電機即可作為發(fā)電機使用，也可作為電動機使用，用作直流發(fā)電機可以得到直流電源，而作為直流電動機，由于其具有良好的調(diào)速性能，在許多調(diào)速性能要求較高的場合，仍得到廣泛使用。,一.直流電機的用途,作電源用-直流發(fā)電機.作動力用-直流電動機.信號的傳遞=作為測量元件-直流測速發(fā)電機=作為執(zhí)行元件-直流伺服電動,作電源用-直流發(fā)電機將機械能轉(zhuǎn)化為直流電能；,作動力用-直流電動機將直流電能轉(zhuǎn)化為機械能；,信號傳遞-直流測速發(fā)電機將機械信號轉(zhuǎn)換為電信號,信號傳遞-直流伺服電動機將

2、控制信號轉(zhuǎn)換為機械信號。,二.直流電機的優(yōu)缺點,優(yōu)點1) 直流發(fā)電機的電勢波形較好，對電磁干擾的影響小。 2) 直流電動機的調(diào)速范圍寬廣，調(diào)速特性平滑。直流電動機過載能力較強，起動和制動轉(zhuǎn)矩較大。 缺點由于存在換向器，其制造復雜，價格較高。,第一節(jié) 直流電機的工作原理及結構,一、直流電機的工作原理 (一)直流電動機的工作原理,由皮薩電磁定律可得,載流線圈在氣隙磁場中產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩,如何產(chǎn)生方向不變的電磁力矩？,由換向器配合電刷對電流的換向作用，保證每個磁極下線圈邊中的電流始終是一個方向，使電動機能連續(xù)地旋轉(zhuǎn)。這就是直流電動機的工作原理。,直流電動機的工作原理,注意： 電刷上加的是直流電壓 線圈

3、流過的是交流電流,直流電機換向器將外部的直流電變成了內(nèi)部交替變化的電流。,圖中電刷相對于磁極的位置保證了，無論線圈邊處在N極下，還是S極下，線圈電流均產(chǎn)生逆時針方向的電磁力矩，從而使轉(zhuǎn)子獲得了一個固定方向的電磁轉(zhuǎn)矩。,兩極直流電動機工作原理圖,(二)直流發(fā)電機的工作原理,直流發(fā)電機的工作原理就是把電樞線圈中感應產(chǎn)生的交變電動勢，靠換向器配合電刷的換向作用，使之從電刷端引出時變?yōu)橹绷麟妱觿荨?兩極直流發(fā)電機氣隙磁場、線圈電動勢和電刷間電動勢示意圖,二、直流電機的結構,直流電機的結構形式很多，但總體上總不外乎由定子(靜止部分)和轉(zhuǎn)子(運動部分)兩大部分組成。右圖即為普通直流電機的結構圖。,（產(chǎn)生磁

4、場）,（產(chǎn)生電動勢，流過電流，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩）,主磁極 主磁極的作用是建立主磁場。主磁極由主磁極鐵心和套裝在鐵心上的勵磁繞組構成。主磁極鐵心靠近轉(zhuǎn)子一端的擴大的部分稱為極靴，它的作用是使氣隙磁阻減小，改善主磁極磁場分布，并使勵磁繞組容易固定。,機座 機座有兩個作用，一是作為主磁極的一部分，二是作為電機的結構框架。 機座中作為磁通通路的部分稱為磁軛。機座一般用厚鋼板彎成筒形以后焊成，或者用鑄鋼件（小型機座用鑄鐵件）制成。機座的兩端裝有端蓋。,換向極 換向極是安裝在兩相鄰主磁極之間的一個小磁極，它的作用是改善直流電機的換向情況，使電機運行時不產(chǎn)生有害的火花。換向極結構和主磁極類似，是由換向極鐵心和套

5、在鐵心上的換向極繞組構成，并用螺桿固定在機座上。,端蓋 端蓋裝在機座兩端并通過端蓋中的軸承支撐轉(zhuǎn)子，將定轉(zhuǎn)子連為一體。同時端蓋對電機內(nèi)部還起防護作用。,電刷裝置電刷裝置是電樞電路的引出（或引入）裝置，它由電刷，刷握，刷桿和連線等部分組成，右圖所示，電刷是石墨或金屬石墨組成的導電塊，放在刷握內(nèi)用彈簧以一定的壓力按放在換向器的表面，旋轉(zhuǎn)時與換向器表面形成滑動接觸。,轉(zhuǎn)子的主要部件：,電樞鐵心 電樞鐵心既是主磁路的組成部分，又是電樞繞組支撐部分；電樞繞組就嵌放在電樞鐵心的槽內(nèi)。為減少電樞鐵心內(nèi)的渦流損耗，鐵心一般用厚0.5mm且沖有齒、槽的型號為DR530或DR510的硅鋼片疊壓夾緊而成，如左圖所示。,電樞鐵心沖片 (0.35-0.5mm厚) （硅鋼片）,涂絕緣漆沖片疊壓而成,均勻開槽,電樞繞組電樞繞組由一定數(shù)目的電樞線圈按一定的規(guī)律連接組成，他是直流電機的電路部分，也是感生電動勢，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩進行機電能量轉(zhuǎn)換的部分。線圈用絕緣的圓形或矩形截面的導線繞成，分上下兩層嵌放在電樞鐵心槽內(nèi)，上下層以及線圈與電樞鐵心之間都要妥善地絕緣（右圖），并用槽楔壓緊。大型電機電樞繞組的端部通常緊扎在繞組支架上。,換向器 在直流發(fā)電機中，換向器起整流作用，在直流電動機中，換向器起逆變作用，因此換向器是直