直流電機(jī)原理

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1、第二章直流電機(jī)原理2.1直流電機(jī)的用途、結(jié)構(gòu)與分類2.2直流電機(jī)的基本原理2.3直流電機(jī)的電樞繞組2.4直流電機(jī)的電樞電動(dòng)勢(shì)、電磁轉(zhuǎn)矩和電磁功率下一頁(yè)第二章直流電機(jī)原理2.5直流電動(dòng)機(jī)的功率、電動(dòng)勢(shì)和轉(zhuǎn)矩平衡方程式2.6直流發(fā)電機(jī)2.7直流電機(jī)的電樞反應(yīng)及換向小結(jié)上一頁(yè)2.1直流電機(jī)的用途、結(jié)構(gòu)與分類2.1.1直流電機(jī)的用途2.1.2直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)2.1.3直流電機(jī)的分類返回2.1直流電機(jī)的用途、結(jié)構(gòu)與分類2.1.1直流電機(jī)的用途把機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娔艿碾姍C(jī)是直流發(fā)電機(jī)；反之，把直流電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的電機(jī)是直流電動(dòng)機(jī)。在電機(jī)的發(fā)

2、展史上，直流電機(jī)發(fā)明得較早，它的電源是電池。后來(lái)才出現(xiàn)了交流電機(jī)。當(dāng)發(fā)明了三相交流電以后，交流電機(jī)得到迅速的發(fā)展。但是，迄今為止，工業(yè)領(lǐng)域里仍有使用直流電動(dòng)機(jī)的，這是由于直流電動(dòng)機(jī)具有以下突出的優(yōu)點(diǎn)：下一頁(yè)返回2.1直流電機(jī)的用途、結(jié)構(gòu)與分類(1)調(diào)速范圍廣，易于平滑調(diào)速；(2)起動(dòng)、制動(dòng)和過載轉(zhuǎn)矩大；(3)易于控制，可靠性較高。直流電動(dòng)機(jī)多用于對(duì)調(diào)速要求較高的生產(chǎn)機(jī)械上，如軋鋼機(jī)、電車、電氣鐵道牽引、挖掘機(jī)械、紡織機(jī)械等等。.直流發(fā)電機(jī)可用來(lái)作為直流電動(dòng)機(jī)以及交流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁直流電源。上一頁(yè)下一頁(yè)返回2.1直流電機(jī)的用途、結(jié)構(gòu)

3、與分類直流電機(jī)的主要缺點(diǎn)是換向問題，它限制了直流電機(jī)的極限容量，又增加了維護(hù)的工作量。為了克服這個(gè)缺點(diǎn)，許多人在研究交流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速，也取得了一定的效果，在某些調(diào)速場(chǎng)合可以代替直流電動(dòng)機(jī)。這是發(fā)展的方向。但是，反過來(lái)由于利用了可控硅整流電源，使直流電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用增加了一個(gè)有利因素。目前使用直流電動(dòng)機(jī)的場(chǎng)合也很多。上一頁(yè)返回2.1直流電機(jī)的用途、結(jié)構(gòu)與分類2.1.2直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)型式是多種多樣的，圖2—1為國(guó)產(chǎn)系列直流電機(jī)的剖面圖。由圖可見，直流電機(jī)的所有部件可以分為固定的和轉(zhuǎn)動(dòng)的兩大部分。固定不動(dòng)部分稱為定子；轉(zhuǎn)動(dòng)部

4、分稱為轉(zhuǎn)子。定子與轉(zhuǎn)子之間因有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，固留有一定的空氣隙，一般小型電機(jī)的氣隙為0.7～5毫米，大型電機(jī)為5～10毫米左右。下面介紹定、轉(zhuǎn)子中各主要部件的構(gòu)造和作用。下一頁(yè)返回2.1直流電機(jī)的用途、結(jié)構(gòu)與分類1．定子部分直流電機(jī)定子主要作用是產(chǎn)生主磁場(chǎng)和作為機(jī)械的支撐。定子包括機(jī)座、主磁極、換向磁極、端蓋和軸承等。電刷裝置也固定在定子上。1）機(jī)座機(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；另一方面起支撐作用，用來(lái)安裝主磁極、換向磁極，并通過端蓋支撐轉(zhuǎn)子部分。機(jī)座一般用導(dǎo)磁性能較好的鑄鋼件或鋼板焊接成，也可直接用無(wú)

5、縫鋼管加工而成。2）主磁極主磁極用來(lái)產(chǎn)生電機(jī)工作的主磁場(chǎng)，它由主磁極鐵心和勵(lì)磁繞組組成，如圖2—2所示。上一頁(yè)下一頁(yè)返回2.1直流電機(jī)的用途、結(jié)構(gòu)與分類主磁極鐵心為電機(jī)磁路的一部分，為了減少渦流損耗，一般采用厚1～1.5mm的鋼板沖制后疊裝制成，用鉚釘鉚緊成為一個(gè)整體。3）換向磁極換向磁極是位于兩個(gè)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(chǎng)，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(dòng)接觸，把電樞繞組中的電動(dòng)勢(shì)(或電流)引到外電路，或把外電路的電壓、電流引入

6、電樞繞組。電刷裝置由電刷、刷握、刷桿、刷桿座和壓力彈簧等組成，如圖2-3所示。上一頁(yè)下一頁(yè)返回2.1直流電機(jī)的用途、結(jié)構(gòu)與分類2．轉(zhuǎn)子(電樞)轉(zhuǎn)子通稱電樞，它是產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、電流、電磁轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的部件。它由電樞鐵心、電樞繞組、換向器、風(fēng)扇和軸等組成，如圖2—4所示。1）電樞鐵心電樞鐵心是直流電機(jī)主磁路的一部分，在鐵心槽中嵌放電樞繞組。電樞轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，鐵心中的磁通方向不斷變化，會(huì)產(chǎn)生渦流和磁滯損耗。為了減少損耗，電樞鐵心一般采用厚0．5mm的表面有絕緣層的硅鋼片疊壓而成。圖2—4中的4是鐵心沖片，鐵心外圓均勻地分布著嵌放電樞

7、繞組的槽，軸向有軸孔和通風(fēng)孔。上一頁(yè)下一頁(yè)返回2.1直流電機(jī)的用途、結(jié)構(gòu)與分類2）電樞繞組電樞繞組的作用是通過電流產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。電樞繞組通常用圓形或矩形截面的絕緣導(dǎo)線繞制而成，再按一定的規(guī)律嵌放在電樞鐵心槽內(nèi)，利用絕緣材料進(jìn)行電樞繞組和鐵心之間的絕緣處理。并對(duì)繞組采取緊固措施，以防旋轉(zhuǎn)時(shí)被離心力拋出。3）換向器換向器的作用是將電樞中的交流電動(dòng)勢(shì)和電流，轉(zhuǎn)換成電刷間的直流電動(dòng)勢(shì)和電流，從而保證所有導(dǎo)體上產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩方向一致。換向器結(jié)構(gòu)如圖2—5所示。上一頁(yè)下一頁(yè)返回2.1直流電機(jī)的用途、結(jié)構(gòu)與分類4）轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸

8、作用是用來(lái)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(lái)降低運(yùn)行中電機(jī)的溫升。上一頁(yè)下一頁(yè)返回2.1直流電機(jī)的用途、結(jié)構(gòu)與分類3．直流電機(jī)的銘牌、型號(hào)和額定值1）銘牌在直流電機(jī)的外殼上都有一塊銘牌，如圖2—6所示。它提供了電機(jī)在