技术讲课-直流电机的工作原理、结构

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1、直流电机的工作原理和基本结构华能济南黄台发电有限公司刘茂直流电机(DCMachines)直流电机是电机的主要类型之一。按照用途分：直流发电机：机械能直流电能;可以获得直流电源。它也可作为电动机使用；直流电动机：直流电能机械能；由于其具有良好的调速性能，在许多调速性能要求较高的场合，得到广泛使用。测速发电机:机械信号电信号伺服电机：电信号机械信号直流电机1.1直流电机的工作原理1.2直流电机的基本结构1.3直流电机的额定值1.1直流电机的工作原理一、原理图(物理模型图)磁极N、S不动,线圈（绕组）abcd旋转,换向片1、2旋转,电刷及出线A、B不动1.1直流电机的工作原

2、理直流发电机：闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流，且电流的方向跟磁场的方向和导体做切割磁感线运动的方向有关。（判断电流的方向：右手定则）直流电动机：通电导体在磁场中会受到磁场力的作用。（判断受磁场力的方向：左手定则）右手定则：伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内，让磁感线从手心进入，并使拇指指向导线运动方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向。左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内，让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中受力的方向。感

3、应电势运动速度磁感应强度电流电磁力磁感应强度右手定则左手定则右手定则用于确定感应电流的方向左手定则用于判断安培力的方向1.1直流电机的工作原理二、直流发电机（机械能--->直流电能）电机内部有磁场存在；或定子（不动部件）上的励磁绕组通过直流电流(称为励磁电流If)时产生恒定磁场（励磁磁场，主磁场）；原动机拖动电枢以转速n(r/min)旋转；电枢线圈的导体中将产生感应电势，但导体电势为交流电，而经过换向器与电刷的作用可以引出直流电势EAB，以便输出直流电能。1.1直流电机的工作原理直流发电机的工作原理电刷换向片直流发电机运行时的几点结论1）电枢线圈内电势、电流方向是交

4、流电；2）电刷间为直流电势。线圈中感应电势与电流方向一致；3）从空间看，电枢电流产生的磁场在空间上是恒定不变的磁场；4）产生的电磁转矩T与转子转向相反，是制动性质。将直流电源通过电刷和换向器接入电枢绕组，使电枢导体有电流通过。电机内部有磁场存在（主磁场）。载流的转子（即电枢）导体将受到电磁力f的作用（左手定则）。所有导体产生的电磁力作用于转子可产生电磁转矩，以便拖动机械负载以转速n(r/min)旋转。1.1直流电机的工作原理二、直流电动机（直流电能--->机械能）直流电动机的工作原理直流电动机运行时的几点结论1）外施电压、电流是直流，电枢线圈内电流是交流；2）线圈中

5、感应电势与电流方向相反；3）线圈是旋转的，电枢电流是交变的；4）产生的电磁转矩T与转子转向相同，是驱动性质。直流电机的可逆从上述基本电磁情况来看，一台直流电机原则上既可以作为电动机运行，也可以作为发电机远行，只是约束的条件不同而已。在直流电机的两电刷端上，加上直流电压，将电能输入电枢，机械能从电机轴上输出，拖动生产机械，将电能转换成机械能而成为电动机；如用原动机拖动直流电机的电枢，而电刷上不加直流电压，则电刷端可以引出直流电动势作为直流电源，可输出电能，电机将机械能转换成电能而成为发电机。同一台电机既能作电动机又能作发电机运行的这种原理，在电机理论中称为可逆原理。1.

6、2直流电机的结构1.2直流电机的结构直流电机的结构横剖面图1.2直流电机的结构主要由定子、转子两部分组成直流电机定子转子机座换向极主磁极电刷装置电枢铁心轴承换向器风扇转轴电枢绕组1.2直流电机的结构直流电机主要由两部分组成，静止的部分称为定子，转动的部分称为转子。1主磁极作用：建立主磁场。实现方式：绝大多数直流电机的主磁极不是用永久磁铁而是由励磁绕组通以直流电流来建立磁场。构成：主磁极铁心和套装在铁心上的励磁绕组构成。主磁极铁心靠近转子一端的扩大的部分称为极靴，它的作用是使气隙磁阻减小，改善主磁极磁场分布，并使励磁绕组容易固定。一、定子的组成1.2直流电机的结构主磁极

7、铁芯构成：为了减少铁耗，主磁极铁心采用1～1.5mm的低碳钢板冲压一定形状叠装固定而成。整个主磁极用螺杆固定在机座上。数量：主磁极的个数一定是偶数，励磁绕组的连接必须使得相邻主磁极的极性按N，S极交替出现。1.2直流电机的结构2机座作用：一是作为主磁极的一部分，二是作为电机的结构框架。机座中作为磁通通路的部分称为磁轭。构成：机座一般用厚钢板弯成筒形以后焊成，或者用铸钢件（小型机座用铸铁件）制成。机座的两端装有端盖。3端盖端盖装在机座两端并通过端盖中的轴承支撑转子，将定转子连为一体。同时端盖对电机内部还起防护作用。1.2直流电机的结构4换向极换向极是安