直流电动机的构造.docxVIP

直流电动机的构造把直流电能转变为机械能的电动机稚为直流电动机．直流电动机有删谜性能好，启动转矩较大等优瓿。在一些要求墒进弛同宽、速度平滑和陕述正反转的生产机械r．大都采用直流电动机拖动。例如可逆轧钢机、龙门刨床、矿井提升机、电力机车等，都使用直流电动机。但直流电动机电存在制造工艺复杂、成本高、维护量大、容量较小等缺点。本章l璺介绍直流电动机-l-作原理、机械特性、启动、州速和反转的方法：9.1直流电动机的构造直流动机的构造如剖9 l所示可分为定子（静止部分）和转予（转动部分）两大部分。9 1.1定干部分定子由部件组成： (1)主磁极，主磁檄用以产生主磁场。主磁极由铁0和励磁绕组两部分组成+如图9 2所示．铁心一般l}|厚度为0 5 -1 mm的低碳钢板替装而成。在！曲磁绕组通^直流励磁电流时，便可形成主磁场，磁场方向劢磁电流方向决定。士磁檄总足墟对存在，N、S极棚问装设。图9 l直流电动机的纰战部件斟9-2丰磁概(2)换向磁极。换向磁极比主磁极小，结构与主磁极相似，装在两个主磁极之间，其作用是消除或减弱电动机运行叫在换¨器上产生的火花。 (3)机座。机座用铸钢或厚铜板制成，主磁扳和换向碰极都用螺栓固定在机座的内壁上。机座构成直流电机磁路的一部分，由主磁极、机座组成的主磁场，如图9 4所不。电枢。电枢由电枢铁心和电枢绕组构成，并固定在转轴L。电枢馈心一般由0 S mm辱的硅钢什叠成，裘而冲右许多槽，电枢绕组LH许多线圈按一定方式排列，嵌放在转子铁心槽中。换向器。换向嚣（整流子）由许多相互厢五母片绝缘的铡片（换向片）叠成环状，其结构如图9 6所示。换向片的0I线按一定规律同电概绕组各线圈相连。换向器表面压放着两个电刷，电刷引线接到直流电源i-。当电枢转动时、换向秣和静止的蝌9-6按向嚣的结构电刷之间保持良好的滑动接触，把电枢绕组同外部直流电源较好地连接起来。9.2直流电动机的工作原理为了讨论直流电动机的工作原理，把复杂的直流电动机结构简化为电机模型直流【U动机的转动麒理模型电动机只有一副主磁极和一十线圈的电栅绕组，线圈的两端分别连接在两个换向片“和6 P，并通过电刷A和口与外加直流电源接通，构成闭合电路。下面就以电动机模型米分析直流电动机的工作原理。9 2.1直流电动机的转动原理直流电动机足依靠埔电导体在磁场中罡电磁力的作用而转动的。在尉9-7(a)中，将A流电源的止负极分别接在电刷A和口l-，这时直流电流川凡电制4和换向片。流人线圈，通过换向片6和电刷B流出。磁极下的通电线固导体（称为有效边）在磁场作用下产生电磁力丑电磁力矩，根据左手法则，电磁力的方向如幽9—7(c)所示，在电磁转矩的作媚下，电枢逆时针曲向转动起来。当线圈转动之后，线圈的两个有效边哥经常改变位置[见例9—7(b)]。但由于电刷静止不劬，而换㈣片随线剧同步转动，网此不管是哪一边，』i要转到N极区时，其中电流方向总是从电源正扳流八；转到S椴区时，其中屯流方向总是流向电源负极，保证了电磁转辱的方向始终不变，电枢按某方向持续转动。这就是直流电动机的转动原理。9.2.2直流电动机的电磁转矩和电动势直流电动机1：作时，簧与直流电源接通。主磁极的励磁绕组有电流通过时，建直磁场。与此同时，电枢绕组中有电流通过，电枢导体中的电流与磁场相互作用产生电磁力，并形成电磁转矩。根据电磁力F= Blni的关系，不难导出由所有电枢导体受力（见图9.8）而产生的电磁转矩的大小，与电枢电流，。和每个磁极磁通士的乘积成正比，即 r= CT(DI． (9—1)式中C，——电机结构常数；士——磁极磁通，——电枢电流，A； y——电磁转矩，N-m。电磁转矩驱动电动机等速旋转时，必须满足转矩平衡关系，即 r=L+L 9之）式中R——电动机空载转矩，即轴上摩擦，风阻及钒0损耗相对应的力矩；在主礅极励磁电流恒定的情况F，中为常数，电枢电流，。为I= TC @T, ( 9-3)由此可见．电功机的电机电流』。近似地与机械负载转矩成正比。拒忽略空载转矩的条件下，可眦得到与异步电动机榻同的转矩公式P一，；9550j (9-41式中P．电动机轴上输出的机械功率，kW； n——电枢旋转速度，∥nlln。当电动机的电枢在磷场中旋转时，电枢绕组导体切割磁力线。根据电磁感膻定律，舟电枢绕组中就会产q二感应电动蛰，感应电动势的大小为e -.8∞，已的方向由右手法则确定。在斟9—8中，转到N微睡下的电枢导体中，感应电动势的方向离开纸面，用“’表示：转到S极区下的电枢导体巾，感应fn动势的方向i/tA纸而．用“×”裘示。直流电动机运行在电动状态时，电枢电流，。的方向与感应电势方向相反，因此感应电动势又称反电势。如果电动机转速增加，或磁通中变人，感应电斟也增加。因此，电动势与磁通中和转速n的乘积成正比，即E=