直流电机的工作原理和基本结构.doc

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1、14直流电机的工作原理和基本结构直流电机既可做直流发电机，又可做直流电动机。直流发电机的特点和用途直流发电机的特点和用途14.1直流电机的工作原理一、直流发电机的工作原理见图所示一个线圈的直流发电机，电刷间的电动势是脉动电动势，其电动势波动太大，而实际应用的直流发电机电枢绕组有许多线圈（元件），电枢槽数和换向片也相应增多，可使合成电动势的脉动程度大为减小，以至接近恒定的直流电动势。电枢电动势E的大小与发电机的转速n和每极磁通Φ的乘积成正比，电枢电动势公式为E=CeΦn   二、直流电动机的工作原理见图所示线圈中的电流是交变的，但产生的电磁转矩的方向是恒定的

2、。直流电动机的电枢也是由多个线圈构成，多个线圈产生的电磁转矩方向都是一致的。这些线圈产生的电磁转矩不但驱动电枢旋转，还可带动转轴上的机械负载。电磁转矩的Tem=CTΦIa三、直流电机的铭牌一、产品型号产品型号表示电机的结构和使用特点（见书）二、额定数据(1)额定容量PN(功率)(kW) 指额定运行时的输出功率。对直流发电机来说，是指电刷端输出的电功率，对直流电动机来说，是指轴上输出的机械功率。(2)额定电压UN(V) 指额定运行时电刷两端的电压。(3)额定电流IN(A) 指额定运行时经电刷输出(或输入)的电流。(4)额定转速nN(r/min) 指额定运行时

3、转子的转速。(5)励磁方式和额定励磁电流IfN(A) 指励磁电流的供给方式和额定运行时励磁电流的大小。对直流发电机PN=UNIN对直流电动机PN=UNINηN14.1直流电机的基本结构一、定子部分定子由主磁极、换向磁极、机座以及电刷装置等组成。如图所示。　　1.主磁极主磁极用来产生主磁场，使电枢绕组感应电动势。它由铁心和主磁极绕组（励磁绕组）组成。铁心用0.5～1.5mm的低碳钢板叠压而成，主磁极N、S交替布置，均匀分布并用螺钉固定在机座上。为使主磁通在气隙中分布更合理，铁心的下部（称为极靴）比套绕组的部分（称为极身）要宽些。2.换向极换向极用来改善直流电

4、机的换向，又称附加极。它由铁心和套在铁心上的换向极绕组组成。铁心常用整块钢或厚钢板制成，匝数不多的换向极绕组与电枢绕组串联。换向极的极数一般与主磁极的极数相同。换向极与电枢之间的气隙可以调整。3.机座定子机座既是电机的外壳，又是电机磁路的一部分。—般用低碳钢铸成或用钢板焊接而成。机座的两端有端盖。中小型电机前后端盖都装有轴承，用于支承转轴。大型电机则采用座式滑动轴承。4.电刷装置其作用是使转动部分的电枢绕组与外电路接通，将直流电压、电流引出或引入电枢绕组。它与换向器相配合，起整流或逆变器的作用。电刷装置由电刷、刷握、刷杆座和汇流条等零件组成，如图14.6所

5、示。电刷一般采用石墨和铜粉压制烧焙而成，它放置在刷握中，由弹簧将其压在换向器的表面上，电刷杆数一般等于主磁极的数目。  二、转子部分转子由电枢铁心、电枢绕组和换向器等部件组成。如图。 1.电枢铁心电枢铁心是电机磁路的一部分，电枢绕组放置在铁心的槽内，为减少磁滞损耗及涡流损耗，电枢铁心通常用0.35或0.5mm厚的硅钢片叠装而成。2.电枢绕组电枢绕组是由许多按一定规律连接的线圈组成，它是直流电机的主要电路部分，它的作用是产生感应电动势和电磁转矩，从而实现机电能量的转换。电枢绕组是用绝缘铜线制成元件，然后嵌放在电枢铁心槽内，每个线圈（元件）有两个出线端，分别接

6、到换向器的两个换向片上。所有线圈按一定规律连接成一闭合回路。3.换向器换向器是直流电机的重要部件，在直流发电机中，它将电枢绕组内部的交流电动势转换为电刷间的直流电动势；在直流电动机中，它将电刷上的直流电流转换为绕组内的交流电流。如图所示，换向器由许多梯形铜排制成的彼此绝缘的换向片组成。换向片数与线圈元件数相同。三、直流电机按励磁方式分类