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直流电机的用途、结构!

作者:音曼顿 浏览: 发表时间:2022-08-25 09:34:05


1.使用直流电机


将机械能转化为直流电能的电机是直流发电机;相反,将直流电能转化为机械能的电机是直流电机。


在电机发展史上,直流电机发明较早,其电源为电池,后来出现了交流电机。当三相交流电发明时,交流电机发展迅速。然而,由于直流电机具有以下突出的优点,直流电机仍在工业领域使用。


①调速范围广,调速方便平稳。

②启动、制动和过载扭矩大。

③易于控制,可靠性较高。


直流电机主要用于轧钢机、电车、电气铁路牵引、挖掘等调速要求较高的生产机械

机械、纺织机械等。


直流发电机可用作直流发电机和交流发电机的励磁直流电源。


直流电机的主要缺点是换向问题,限制了直流电机的极限容量,增加了维护工作量。为了克服这一缺点,许多人研究了交流电机的速度调整,并取得了一定的效果, 直流电机可以在某些调速场合取代。然而,直流电机的应用增加了一个有利因素,因为使用了可控硅整流电源。目前,使用直流电机的场合很多。


2.直流电机的结构

直流电机的结构形式多种多样,图2- I为国产Z2系列直流电机的剖面图。从图中可以看出,直流电机的所有部件都可以分为固定部件和旋转部件。固定部分称为定子,旋转部分称为转子。定子和转子之间有一定的空间,因为它们相对移动 气隙-小型电机的气隙为0.7~5 mm,大型电机为5 ~ 10 mm。


1. 定子部分

直流电机定子的主要功能是产生主磁场并作为机械支撑。定子包括座椅、主磁极、换向磁极、端盖和轴承。刷子装置也固定在定子上。


(1)机座

座椅有两个功能:一方面,作为电机磁路的一部分,另一方面,用于安装主磁极和换向磁极,并通过端盖支撑转子部分。座椅一般采用导磁性好的铸钢或钢板焊接,也可直接用无缝钢管加工。


(2)主磁极

主磁极用于产生电机工作的主磁场,由主磁极铁芯和励磁绕组组成,如图2-2所示。主磁极铁芯是电机磁路的一部分。为了减少涡流损耗,厚度一般为1 ~1.5 mm用铆钉铆接成一个整体。


目前,晶闸管整流电源常用作直流电机的直流电源。晶闸管整流电源通常通过单相或三相交流电整流获得。其输出的电压和电流不是纯直流,但也含有一定的交流谐波,给直流电机带来换向困难、损耗增加、噪声、振动等问题。为了减少主磁极和座椅上交流谐波造成的涡流损失,使用厚0.5tm硅钢片表面有绝缘层,制成主磁极和定子磁轭,Z4系列直流电机就是这样设计的。


主磁极绕组的作用是通过直流电产生励磁磁场。小型电机用电磁线绕组,大中型电机用扁铜线绕组。绕组绝缘后,套在主磁极铁芯上,整个主磁极用螺栓紧固在座椅上。


(3)换向磁极.

换向磁极是位于两个主磁极之间的小磁极,又称附加磁极。其功能是产生换向磁场,改善电机的换向。它由换向磁极铁芯和换向磁极绕组组成。换向磁极铁芯一般由整块钢或钢板制成。在大型电机和晶闸管电源较大的电机中,为了更好地改善电机的转向,转向磁极铁芯也采用硅钢片叠结构。换向磁极绕组和主磁极绕组一样,套装在换向磁极铁芯上,最后固定在座椅上。换向磁极绕组应与电枢绕组串联,极性不能反转。换向小型直流电机并不难,- 一般不需要换向磁极。


(4)刷装置

刷装置的功能是通过刷与换向器的滑动接触,将电枢绕组中的电势(或电流)引入外部电路,或将外部电路的电压和电流引入电枢绕组。刷装置由刷、刷握:刷杆、刷杆座、压力弹簧组成,如图2-3所示。


刷子应具有良好的导电性和耐磨性,一般采用石墨粉压制,刷子放置在刷盒中,用压力弹簧将刷子压在换向器上,刷子固定在刷杆上,用铜辫子将电流从刷子引到刷杆接线盒的端子。通常,刷杆由绝缘材料制成,刷杆固定在刷杆座上,成为相互绝缘的整体部件。


2.转子

转子通常被称为电枢,它是生感应电势、电流、电磁扭矩和实现能量转换的部件。它由电枢铁芯、电枢绕组、换向器、风扇和轴组成,如图2所示 -4所示。


(1)电枢铁心

电枢铁芯是直流电机主磁路的一部分, 电枢绕组嵌入铁芯槽中。当电枢旋转时,铁芯中的磁通量方向不断变化,导致涡流和磁滞损失。为了减少损失,电枢铁芯通常是厚的O.5 mm硅钢板表面有绝缘层。图2-4中的4是铁芯冲孔,嵌入电枢绕组的槽均匀分布在铁芯外圆,轴向有轴孔和通风孔。


(2)电枢绕组

电枢绕组的作用是通过电流产生感应电势和电磁扭矩来实现能量转换。电枢绕组通常由圆形或矩形截面的绝缘线绕组,然后按一定的规则嵌入电枢铁芯槽中,电枢绕组与铁芯之间的绝缘处理采用绝缘材料。并对绕组采取紧固措施,防止旋转时被离心力抛出。


(3) 换向器

换向器的功能是将电枢中的交流电势和电流转换为刷间的直流电势和电流,以确保所有导体上产生的扭矩方向一致。换向器结构如图2-5所示。


换向器由许多特殊形状的梯形铜片和起绝缘作用的云母片一个接一个地堆叠成圆柱形。凸起的一端称为升高片,用于连接电枢绕组端;下面有燕尾槽,使用换向器套筒V形压圈和螺旋压圈将换向器和云母片紧固成一个整体;V形云母环绝缘在换向器和套筒和压圈之间,最后将换向器压在转轴上,这是预制的。一种常用于中小型直流电机的整体式,它将铜片热压在塑料基体上,成为一个整体。


(4)转轴

转轴的作用是传递转矩。为了使电机可靠运行,转轴通常由合金钢锻造而成。


(5)风扇

风扇的作用主要是散热,降低电机温度!


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