一、直流電動機(jī)構(gòu)成 直流電動機(jī)由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成。 (一)、 定子部分: 1) 機(jī)座 機(jī)座一般用導(dǎo)磁性能較好的鑄鋼件或鋼板焊接而成。機(jī)座有兩方面的作用:一方面起導(dǎo)磁作用,作為電機(jī)磁路的一部分。另一方面起安裝、支撐作用。 2) 主磁極 主磁極通入直流勵磁電流,產(chǎn)生電機(jī)工作的主磁場,它由主磁極鐵心和勵磁繞組組成。主磁極鐵心為電機(jī)磁路的一部分,主磁極繞組的作用是通入直流電產(chǎn)生勵磁磁場。 3) 換向磁極 換向磁極是位于兩個主磁極之間的小磁極,又稱為附加磁極,其作用是產(chǎn)生換向磁場,改善電機(jī)的換向。它由換向磁極鐵心和換向磁極繞組組成。 4) 電刷裝置 電刷裝置的作用是通過電刷與換向器的滑動接觸,把電樞繞組中的電動勢(或電流)引到外電路,或把外電路的電壓、電流引入電樞繞組。 (二)、 轉(zhuǎn)子(電樞): 直流電動機(jī)的轉(zhuǎn)子又稱電樞,它是產(chǎn)生感應(yīng)電動勢、電流、電磁轉(zhuǎn)矩而實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的部件。 1) 電樞鐵心 電樞鐵心是直流電動機(jī)主磁路的一部分,在鐵心槽中嵌放電樞繞組。電樞鐵心一般采用硅鋼片疊壓而成。 2) 電樞繞組 電樞繞組的作用是通過電流產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。 3) 換向器 換向器的作用是將電樞中的交流電動勢和電流轉(zhuǎn)換成電刷間的直流電動勢和電流,從而保證所有導(dǎo)體上產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩方向一致。 4) 轉(zhuǎn)軸 轉(zhuǎn)軸作用是用來傳遞轉(zhuǎn)矩。為了使電機(jī)能可靠地運(yùn)行,轉(zhuǎn)軸一般用合金鋼鍛壓加工而成。 5) 風(fēng)扇 風(fēng)扇用來降低運(yùn)行中電機(jī)的溫升。 直流電動機(jī)的工作原理如下:如下上圖所示為最簡單的直流電動機(jī)的原理圖。其換向器是由二片互相絕緣的半圓銅環(huán)(換向片)構(gòu)成的,每一換向片都與相應(yīng)的電樞繞組連接,與電樞繞組同軸旋轉(zhuǎn),并與電刷A、B相接觸。若電刷A是正電位,B是負(fù)電位,那么在N極范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)子繞組ab中的電流從a流向b,在S極范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)子繞組cd中的電流從c流向d。轉(zhuǎn)子載流導(dǎo)體在磁埸中要受到電磁力的作用,根據(jù)磁場方向和導(dǎo)體中的電流方向,利用電動機(jī)左手定則判斷,如圖中ab邊受力方向是向左,而cd則向右。由于磁場是對稱的,導(dǎo)體中流過的又是相同的電流,所以ab邊和cd邊所受的電磁力的大小相等。這樣轉(zhuǎn)子線圈上受到的電磁力 f的作用而按逆時針方向旋轉(zhuǎn)。當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到磁極的中性面時,線圈中的電流為零。因此,電磁力也等于零。但由于慣性的作用,線圈繼續(xù)轉(zhuǎn)動。線圈轉(zhuǎn)過半圈之后,雖然ab與cd的位置調(diào)換了,ab轉(zhuǎn)到S極范圍內(nèi),cd轉(zhuǎn)到N極范圍內(nèi),但是由于電刷和換向片的作用,轉(zhuǎn)到N極下的cd邊中的電流方向也變了,是從d流向c,在S極下的ab邊中的電流,則從b流向a。因此,電磁力f的方向仍然不變,轉(zhuǎn)子線圈仍按逆時針方向轉(zhuǎn)動??梢姡謩e在N,S極范圍內(nèi)的導(dǎo)體中的電流方向總是不變的。因此,線圈二邊受力方向也不變。這樣,線圈就可以按受力方向不停地旋轉(zhuǎn)。這就是直流電動機(jī)的工作原理。 三、結(jié)論: 直流電機(jī)的運(yùn)行是可逆的。即一臺直流電機(jī)即可作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行,也可作為電動機(jī)運(yùn)行。當(dāng)它作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行時,外加轉(zhuǎn)矩拖動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,接通負(fù)載以后提供電流,從而將機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能。當(dāng)它作為直流電動機(jī)運(yùn)行時,通電的繞組導(dǎo)體在磁場中受力,產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩并拖動負(fù)載轉(zhuǎn)動,從而將電能變成機(jī)械能。上圖所示為他勵電機(jī)。勵磁繞組與電樞回路各自分開,勵磁繞組由獨(dú)立的直流電源供電。也有用永久磁鐵作為主極磁場的電機(jī),也可作他勵。圖中與電樞串接小磁極N、S為換向磁極。 要改變直流電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向,就需要改變直流電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩方向,而電磁轉(zhuǎn)矩決定于主極磁通和電樞電流的相互作用,故改變電動機(jī)轉(zhuǎn)向的方法有二種:一是改變勵磁電流的方向;另一種是改變電樞電流的方向。如果同時改變勵磁電流和電樞電流的方向,則電機(jī)的轉(zhuǎn)向不變。 |
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