第一節 直流電機的工作原理和基本結構

    直流電機的工作原理
    直流電機的結構
    直流電機按勵磁方式分類
    直流電機的銘牌數據

電機中存在著磁路和電路,電和磁的聯係可通過電磁感應定律來分析。

一、直流電機的工作原理

1、直流電動機的工作原理:

  在圖中,線圈連著換向片,換向片固定於轉軸上,隨電機軸一起旋轉,換向片之間及換向片與轉軸之間均互相絕緣,它們構成的整體稱為換向器。電刷A、B在空間上固定不動。

  在電機的兩電刷端加上直流電壓,由於電刷和換向器的作用將電能引入電樞線圈中,並保證了同一個極下線圈邊中的電流始終是一個方向,繼而保證了該極下線圈邊所受的電磁力方向不變,保證了電動機能連續地旋轉,以實現將電能轉換成機械能以拖動生產機械,這就是直流電動機的工作原理。注意:每個線圈邊中的電流方向是交變的。

2、直流發電機的工作原理:

  如圖,當用原動機拖動電樞逆時針方向旋轉,線圈邊將切割磁力線感應出電勢,電勢方向可據右手定則確定。由於電樞連續旋轉,線圈邊ab、cd將交替地切割N極、S極下的磁力線,每個線圈邊和整個線圈中的感應電動勢的方向是交變的,線圈內的感應電動勢是交變電動勢,但由於電刷和換向器的作用,使流過負載的電流是單方向的直流電流,這一直流電流一般是脈動的。

  在圖中,電刷A所引出的電動勢始終是切割N極磁力線的線圈邊中的電動勢,它始終具有正極性;電刷B始終具有負極性。這就是直流發電機的工作原理。

3、電機理論的可逆性原理:
  從基本電磁過程看,一台直流電機既可作為電動機運行,也可作為發電機運行,隻是外界條件不同而已。

  當外加直流電壓,可作為拖動生產機械的電動機運行,將電能變換為機械能。

  若用原動機拖動電樞旋轉,可輸出電能,為發電機運行,將機械能變換為電能。

 

二、直流電機的結構:                       回頂部

  電機要實現機電能量變換,電路和磁路之間必須有相對運動。所以旋轉電機具備靜止的和旋轉的兩大部分。靜止和旋轉部分之間有一定大小的間隙,稱為氣隙。

  靜止的部分稱為定子,作用是產生磁場和作為電機的機械支撐。包括主磁極、換向極、機座、端蓋、軸承、電刷裝置等。

  旋轉部分稱為轉子或電樞,作用是感應電勢實現能量轉換。包括電樞鐵心,電樞繞組,換向器、軸和風扇等。

(一)、定子部分:
1、主磁極:也稱為主極。作用是產生氣隙磁場。
2、換向極:也稱為附加極或間極。作用是改善換向。裝在主極之間。
3、機座:由鑄鋼或厚鋼板焊成。是電機的機械支撐。
4、電刷裝置:將直流電壓、電流引入或引出的裝置。其組數與主極極數相等。

(二)、轉子部分:
1、電樞鐵心:主磁路的主要部分及嵌放電樞繞組, 由矽鋼片迭壓而成。
2、電樞繞組:由許多按一定規律聯接的線圈組成。 用來感應電動勢和通過電流,是電路的主要部分。
3、換向器:由許多彼此絕緣的換向片構成。

三、直流電機按勵磁方式分類:

  可按結構、用途、容量大小等分類。在此,據勵磁電路與電樞電路的聯接關係分類更有意義。
1、他勵直流電機:
  勵磁回路的電流由外電源供給,與電樞回路沒有電的聯係。
2、並勵直流電機:
  勵磁回路與電樞回路是並聯的。勵磁回路兩端的電壓就是電樞回路兩端的電壓。
3、串勵直流電機:
  勵磁回路與電樞回路是串聯的。勵磁回路的電流與電樞回路的電流相等。
4、複勵直流電機:
  主極有兩個勵磁繞組,其一與電樞繞組並聯,另一個和電樞繞組串聯。

四、直流電機的銘牌數據                     回頂部

  製造廠家按照國家標準,據電機設計和試驗而規定的每台電機正常運行時有關電量或機械量數據。標記在電機的銘牌上或產品說明書上。