直流電機的工作原理及結構

m.vidsb.com 來源：互聯(lián)網(wǎng) 作者：libiao 類別：汽車電器維修時間：2007-07-08

直流電機工作原理和結構

一、直流電機工作原理

* 直流發(fā)電機的工作原理

* 直流電動機的工作原理

* 電機的可逆運行原理

兩個定理與兩個定則

1、電磁感應定理在磁場中運動的導體將會感應電勢，若磁場、導體和導體的運動方向三者互相垂直，則作用導體中感應的電勢大小為： e = B·l·v

符號物理量單位

B 磁場的磁感應強度 Wb/m2

v 導體運動速度米/秒

l 導體有效長度 m

e 感應電勢 V

電勢的方向用右手定則

2.電磁力定律載流導體在磁場中將會受到力的作用，若磁場與載流導體互相垂直 (見下圖)，作用在導體上的電磁力大小為：f = B·l·i

符號物理量單位

i 導體中的電流 A

l 導體有效長度 m

f 電磁力 N

力的方向用左手定則

（一）直流發(fā)電機的工作原理

1.直流發(fā)電機的原理模型

2.發(fā)電機工作原理

a、直流電勢產(chǎn)生

用電動機拖動電樞使之逆時針方向恒速轉動，線圈邊 a b 和 c d 分別切割不同極性磁極下的磁力線，感應產(chǎn)生電動勢

直流發(fā)電機的工作原理就是把電樞線圈中感應產(chǎn)生的交變電動勢，靠換向器配合電刷的換向作用，使之從電刷端引出時變?yōu)橹绷麟妱觿?/FONT>

因為電刷 A 通過換向片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。所以電刷 A 始終有正極性，同樣道理，電刷 B 始終有負極性。所以電刷端能引出方向不變但大小變化的脈動電動勢

b、結論

線圈內(nèi)的感應電動勢是一種交變電動勢，而在電刷 A B 端的電動勢卻是直流電動勢。

（二）直流電動機的工作原理

1.直流電動機的原理模型（圖1.1.5）

直流電動機的工作原理

要使電樞受到一個方向不變的電磁轉矩，關鍵在于：當線圈邊在不同極性的磁極下，如何將流過線圈中的電流方向及時地加以變換，即進行所謂“換向”。為此必須增添一個叫做換向器的裝置，換向器配合電刷可保證每個極下線圈邊中電流始終是一個方向，就可以使電動機能連續(xù)的旋轉,這就是直流電動機的工作原理

（三）電機的可逆運行原理

從上述基本電磁情況來看：一臺直流電機原則上既可以作為電動機運行,也可以作為發(fā)電機運行,這種原理在電機理論中稱為可逆原理

二、直流電機的結構

旋轉電機結構形式 , 必須有滿足電磁和機械兩方面要求的結構

旋轉電機必須具備靜止和轉動兩大部分

1.直流電機靜止部分稱作定子

作用 -- 產(chǎn)生磁場

由主磁極、換向極、機座和電刷裝置等組成

2.直流電機轉動部分稱作轉子(通常稱作電樞)

作用 -- 產(chǎn)生電磁轉矩和感應電動勢

由電樞鐵心和電樞繞組、換向器、軸和風扇等組成

直流電機電樞照片

(一) 直流電機的靜止部分

1.主磁極是一種電磁鐵，用 1-1.5 毫米厚的鋼板沖片疊壓緊固而成的鐵心

2.換向極（又稱附加極或間極）

作用 -- 改善換向

換向極裝在兩主磁極之間，也是由鐵心和繞組構成

鐵心一般用整塊鋼或鋼板加工而成；換向極繞組與電樞繞組串聯(lián)

圖1.1.11 主磁極和換向極示意圖

3.機座機座通常由鑄鐵或厚鐵板焊成，有兩個作用：

固定主磁極、換向極和端蓋；

作為磁路的一部分。機座中有磁通經(jīng)過的部分稱為磁軛

4.電刷裝置 (圖1.1.12)

作用--把直流電壓、直流電流引入或引出

由電刷（圖1.1.13）、刷握、刷桿座和銅絲辮組成

二) 直流電機的轉動部分

1.電樞鐵心兩個用處：[電樞鐵心裝配圖（圖1.1.14 ）]

作為主磁路的主要部分；

嵌放電樞繞組，通常用０.５ｍｍ厚的硅鋼片沖片疊壓而成

2.電樞繞組

直流電機的主要電路部分，用以通過電流和感應產(chǎn)生電動勢以實現(xiàn)機電能量轉換，由許多按一定規(guī)律聯(lián)接的線圈組成，元件及嵌放方法（圖1.1.16）

3.換向器

直流電機的重要部件，作用---將電刷上所通過的直流電流轉換為繞組內(nèi)的交變電流或將繞組內(nèi)的交變電動勢轉換為電刷端上的直流電動勢

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