直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理

發(fā)布時(shí)間：2024-03-28

1．直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu) 直流電動(dòng)機(jī)主要由磁極、電樞、換向器三部分組成，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。 圖1 直流電動(dòng)機(jī)的主要結(jié)構(gòu) （1）磁極。磁極是電動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生磁場(chǎng)的裝置，如圖2所示。它分成極心1和極掌2兩部分。極心上放置勵(lì)磁繞組3，極掌的作用是使電動(dòng)機(jī)空氣隙中磁感應(yīng)強(qiáng)度的分布最為合適，并用來(lái)?yè)踝?lì)磁繞組；磁極是用鋼片疊成的，固定在機(jī)座4（即電機(jī)外殼）上；機(jī)座也是磁路的一部分。機(jī)座常用鑄鋼制成。 圖2 直流電動(dòng)機(jī)的磁極及磁路 1－極心 2－極掌 3－勵(lì)磁繞組 4－機(jī)座 （2）電樞。電樞是電動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的部分。直流電動(dòng)機(jī)的電樞是旋轉(zhuǎn)的，電樞鐵心呈圓柱狀，由硅鋼片疊成，表面沖有槽，槽中放有電樞繞組，如圖3所示。 圖3 直流電動(dòng)機(jī)的電樞 （3）換向器（整流子）。換向器是直流電動(dòng)機(jī)的一種特殊裝置，其外形如圖4所示，主要由許多換向片組成，每?jī)蓚€(gè)相鄰的換向片中間是絕緣片。在換向器的表面用彈簧壓著固定的電刷，使轉(zhuǎn)動(dòng)的電樞繞組得以同外電路聯(lián)接。換向器是直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)特征，易于識(shí)別。 圖4 換向器 2、直流電動(dòng)機(jī)的工作原理 圖5 直流電動(dòng)機(jī)原理圖 圖5是直流電動(dòng)機(jī)的示意圖。若在a、b之間外加一個(gè)直流電壓，a接電源正極，b接負(fù)極，則線圈中有電流流過(guò)。當(dāng)線圈處于圖5所示位置時(shí)，有效邊ab在n極下，cd在s極上，兩邊中的電流方向?yàn)閍→b，c→d。由安培定律可知，ab邊和cd邊所受的電磁力為： f＝bli 式中，i為導(dǎo)線中的電流，單位為安（a）。根據(jù)左手定則知，兩個(gè)f的方向相反，如圖5所示，形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)使線圈逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過(guò)180°時(shí)，cd邊處于n極下，ab邊處于s極上。由于換向器的作用，使兩有效邊中電流的方向與原來(lái)相反，變?yōu)閐→c、b→a，這就使得兩極面下的有效邊中電流的方面保持不變，因而其受力方向，電磁轉(zhuǎn)矩方向都不變。 由此可見(jiàn)，正是由于直流電動(dòng)機(jī)采用了換向器結(jié)構(gòu)，使電樞線圈中受到的電磁轉(zhuǎn)矩保持不變，在這個(gè)電磁轉(zhuǎn)矩作用下使電樞按逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。這時(shí)電動(dòng)機(jī)可作為原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械旋轉(zhuǎn)，即由電動(dòng)機(jī)向機(jī)械負(fù)載輸出機(jī)械功率。