直流电机原理

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1、第二章直流电机原理2.1直流电机的用途、结构与分类2.2直流电机的基本原理2.3直流电机的电枢绕组2.4直流电机的电枢电动势、电磁转矩和电磁功率下一页第二章直流电机原理2.5直流电动机的功率、电动势和转矩平衡方程式2.6直流发电机2.7直流电机的电枢反应及换向小结上一页2.1直流电机的用途、结构与分类2.1.1直流电机的用途2.1.2直流电机的结构2.1.3直流电机的分类返回2.1直流电机的用途、结构与分类2.1.1直流电机的用途把机械能转变为直流电能的电机是直流发电机；反之，把直流电能转变为机械能的电机是直流电动机。在电机的发

2、展史上，直流电机发明得较早，它的电源是电池。后来才出现了交流电机。当发明了三相交流电以后，交流电机得到迅速的发展。但是，迄今为止，工业领域里仍有使用直流电动机的，这是由于直流电动机具有以下突出的优点：下一页返回2.1直流电机的用途、结构与分类(1)调速范围广，易于平滑调速；(2)起动、制动和过载转矩大；(3)易于控制，可靠性较高。直流电动机多用于对调速要求较高的生产机械上，如轧钢机、电车、电气铁道牵引、挖掘机械、纺织机械等等。.直流发电机可用来作为直流电动机以及交流发电机的励磁直流电源。上一页下一页返回2.1直流电机的用途、结构

3、与分类直流电机的主要缺点是换向问题，它限制了直流电机的极限容量，又增加了维护的工作量。为了克服这个缺点，许多人在研究交流电动机的调速，也取得了一定的效果，在某些调速场合可以代替直流电动机。这是发展的方向。但是，反过来由于利用了可控硅整流电源，使直流电动机的应用增加了一个有利因素。目前使用直流电动机的场合也很多。上一页返回2.1直流电机的用途、结构与分类2.1.2直流电机的结构直流电机的结构型式是多种多样的，图2—1为国产系列直流电机的剖面图。由图可见，直流电机的所有部件可以分为固定的和转动的两大部分。固定不动部分称为定子；转动部

4、分称为转子。定子与转子之间因有相对运动，固留有一定的空气隙，一般小型电机的气隙为0.7～5毫米，大型电机为5～10毫米左右。下面介绍定、转子中各主要部件的构造和作用。下一页返回2.1直流电机的用途、结构与分类1．定子部分直流电机定子主要作用是产生主磁场和作为机械的支撑。定子包括机座、主磁极、换向磁极、端盖和轴承等。电刷装置也固定在定子上。1）机座机座有两方面的作用：一方面起导磁作用，作为电机磁路的一部分；另一方面起支撑作用，用来安装主磁极、换向磁极，并通过端盖支撑转子部分。机座一般用导磁性能较好的铸钢件或钢板焊接成，也可直接用无

5、缝钢管加工而成。2）主磁极主磁极用来产生电机工作的主磁场，它由主磁极铁心和励磁绕组组成，如图2—2所示。上一页下一页返回2.1直流电机的用途、结构与分类主磁极铁心为电机磁路的一部分，为了减少涡流损耗，一般采用厚1～1.5mm的钢板冲制后叠装制成，用铆钉铆紧成为一个整体。3）换向磁极换向磁极是位于两个主磁极之间的小磁极，又称为附加磁极。其作用是产生换向磁场，改善电机的换向。它由换向磁极铁心和换向磁极绕组组成。4）电刷装置电刷装置的作用是通过电刷与换向器的滑动接触，把电枢绕组中的电动势(或电流)引到外电路，或把外电路的电压、电流引入

6、电枢绕组。电刷装置由电刷、刷握、刷杆、刷杆座和压力弹簧等组成，如图2-3所示。上一页下一页返回2.1直流电机的用途、结构与分类2．转子(电枢)转子通称电枢，它是产生感应电动势、电流、电磁转矩，实现能量转换的部件。它由电枢铁心、电枢绕组、换向器、风扇和轴等组成，如图2—4所示。1）电枢铁心电枢铁心是直流电机主磁路的一部分，在铁心槽中嵌放电枢绕组。电枢转动时，铁心中的磁通方向不断变化，会产生涡流和磁滞损耗。为了减少损耗，电枢铁心一般采用厚0．5mm的表面有绝缘层的硅钢片叠压而成。图2—4中的4是铁心冲片，铁心外圆均匀地分布着嵌放电枢

7、绕组的槽，轴向有轴孔和通风孔。上一页下一页返回2.1直流电机的用途、结构与分类2）电枢绕组电枢绕组的作用是通过电流产生感生电动势和电磁转矩实现能量转换。电枢绕组通常用圆形或矩形截面的绝缘导线绕制而成，再按一定的规律嵌放在电枢铁心槽内，利用绝缘材料进行电枢绕组和铁心之间的绝缘处理。并对绕组采取紧固措施，以防旋转时被离心力抛出。3）换向器换向器的作用是将电枢中的交流电动势和电流，转换成电刷间的直流电动势和电流，从而保证所有导体上产生的转矩方向一致。换向器结构如图2—5所示。上一页下一页返回2.1直流电机的用途、结构与分类4）转轴转轴

8、作用是用来传递转矩，为了使电机能可靠地运行，转轴一般用合金钢锻压加工而成。5）风扇风扇用来降低运行中电机的温升。上一页下一页返回2.1直流电机的用途、结构与分类3．直流电机的铭牌、型号和额定值1）铭牌在直流电机的外壳上都有一块铭牌，如图2—6所示。它提供了电机在