任務31 直流電動機的認識與拆裝

1、項目項目3 直流電動機的拆裝與維護直流電動機的拆裝與維護【項目目標】【項目目標】【項目內容】【項目內容】 直流電動機的結構、轉動原理及運行特性；直流電動機的啟動、反轉、調速和制動；直流電動機的維護與檢修 。 熟悉直流電動機的結構、類型及銘牌數(shù)據(jù)，掌握直流電動機的工作原理及工作的可逆性； 理解直流電動機的運行特性，掌握常見啟動方法的特點及應用范圍； 了解直流電動機的調速指標，掌握直流電動機常見調速方法及優(yōu)缺點； 掌握直流電動機的常見制動方法及優(yōu)缺點；能正確選用直流電動機，并能對其進行正常的維護保養(yǎng)及常見故障檢修。 任務任務3.1 直流電動機的認識與拆裝直流電動機的認識與拆裝一、直流電動機的結構一

2、、直流電動機的結構1.定子定子 直流電動機的定子主要由機座、主磁極、換向磁極、電刷裝置和端蓋組成。小型直流電動機的結構如圖3-1所示，其剖面圖如圖3-2所示。 (1)機座：機座通常由鑄鋼或鋼板焊接而成，目前由薄鋼板或硅鋼片疊成的機座應用越來越多。(2)主磁極：主磁極的作用是產(chǎn)生恒定的、有一定空間分布形狀的氣隙磁通，也是磁路的一部分。主磁極的結構如圖3-3所示。 (3)換向極鐵芯換向極繞組：換向極的作用是用來改善直流電動機的換向性能。一般電動機容量超過1kW的小型或中、大型直流電動機多數(shù)裝設電磁換向極。電磁換向極由換向極鐵芯和換向極繞組構成，如圖3-4所示。換向極安裝在相鄰的兩個主磁極之間。換向

3、極繞組一般與電樞繞組串聯(lián)。 (4)電刷裝置：電刷裝置與換向片一起完成機械整流，把外部電路中的直流變換為電樞中的交流。電刷的結構如圖3-5所示。(5)端蓋：端蓋主要起支撐作用。端蓋固定于機座上，其上放置軸承支撐直流電動機的轉軸，使直流電動機能夠旋轉。 2.轉子轉子(1)電樞鐵芯 電樞鐵芯主要用來嵌放電樞繞組和作為直流電動機磁路的一部分。小型直流電動機的電樞沖片形狀和電樞鐵芯裝配圖如圖3-6所示。 (2)電樞繞組電樞繞組的構成。電樞繞組是由帶絕緣的導體繞制而成的。小型電動機常采用銅導線繞制；在中型電動機常采用成型線圈。為便于嵌線，每個元件的一個元件邊放在轉子鐵芯的某一個槽的上層(稱為上層邊)，另一

4、個元件邊則放在轉子鐵芯的另一個槽的下層(稱為下層邊)，如圖3-7所示。 通常在每個實槽內的上、下層并列嵌放若干個元件邊，如圖3-8所示，這樣把每個實槽劃分為個虛槽，而每個虛槽的上、下層有一個元件邊，這樣實槽數(shù)為Z，總虛槽數(shù)為Zi，則ZiZ。 繞組的元件數(shù)S、換向片數(shù)K和虛槽數(shù)Zi三者應相等，即SKZiZ (3)換向器 換向器又稱為整流子，對于發(fā)電機，換向器的作用是把電樞繞組中的交變電動勢轉變?yōu)橹绷麟妱觿菹蛲獠枯敵鲋绷麟妷?；對于電動機，它是把外界供給的直流電流轉變?yōu)槔@組中的交變電流以使電動機旋轉。換向器是直流電機的關鍵部件之一，也是最薄弱的部分。換向器的結構如圖3-9所示。 (4)轉軸，是支撐換

5、向器、轉子鐵芯、端蓋、軸承等部件并進行能量傳遞的重要零件，由轉軸向外輸出機械能。轉軸一般用優(yōu)質鋼材加工而成。(5)風扇，直流電動機運行時對電動機進行冷卻，降低運行溫度的部件。風扇一般用金屬或塑料等機械強度較高的材料做成，其主要結構包括風扇扇葉和風扇支座。3.氣隙。氣隙。直流電動機定子、轉子有相對運動，故定子、轉子間留有一定的空氣間隙。氣隙的大小與直流電動機的容量有關。 二、直流電動機的分類與銘牌數(shù)據(jù)二、直流電動機的分類與銘牌數(shù)據(jù)1.直流電動機的分類直流電動機的分類 若按勵磁方式分類，可分為永磁式直流電動機和電磁式直流電動機。(1)永磁式直流電動機 永磁式直流電動機的磁場是由磁性材料本身提供的，

6、不需要線圈勵磁，主要用于微型直流電動機或一些具有特殊要求的直流電動機。(2)電磁式直流電動機 電磁式直流電動機又分為：他勵直流電動機，其接線圖如圖3-10(a)所示；并勵直流電動機，其接線圖如圖3-10(b)所示；串勵直流電動機，其接線圖如圖3-10(c)所示；復勵式直流電動機，如圖3-10(d)所示。 2.直流電動機的銘牌數(shù)據(jù)直流電動機的銘牌數(shù)據(jù)(1)型號。以Z272為例說明如下。 產(chǎn)品代號的含義為：Z系列，一般用途直流電動機，如Z2、Z3、Z4等系列；ZJ系列：精密機床用直流電動機；ZT系列：廣調速直流電動機；ZQ系列，牽引直流電動機；ZH系列，船用直流電動機；ZA系列，防爆安全型直流電動

7、機；ZKJ系列，挖掘機用直流電動機；ZZJ系列，冶金起重機用直流電動機。 (2)額定數(shù)據(jù) 額定容量PN(功率)(kW)，是指直流電動機帶額定負載時，轉軸上輸出的機械功率。 額定電壓UN(V)，是指直流電動機安全運行時的最高電壓。 額定電流IN(A)，是指直流電動機按照規(guī)定的工作方式運行時允許輸入的電流。 額定轉速nN(rmin)，是指直流電動機在額定電壓、額定電流和額定容量的情況下運行時，直流電動機所允許的旋轉速度。 額定轉矩TN(Nm)。是指直流電動機帶額定負載運行時，輸出的機械功率與轉子額定角速度的比值。 額定效率，是指直流電動機帶額定負載運行時，輸出的機械功率與輸入的電功率之比。 額定勵

8、磁電流IfN(A)，是指直流電動機帶額定負載運行時，勵磁回路所允許的最大勵磁電流。(3)其他有關信息，包括：勵磁方式，防護等級，絕緣等級，工作制，重量，出廠日期，出廠編號，生產(chǎn)單位等。 三、直流電動機的工作原理三、直流電動機的工作原理1.直流電動動機工作原理直流電動動機工作原理 在直流電動機的轉子線圈上加上直流電源，借助于換向器和電刷的作用，轉子線圈中流過方向交變的電流，在定子產(chǎn)生的磁場中受電磁力，產(chǎn)生方向恒定不變的電磁轉矩，使轉子朝確定的方向連續(xù)旋轉，這就是直流電動機的轉動原理?？梢杂靡粋€簡單的模型來說明，如圖3-11所示。 2.直流電機的可逆原理直流電機的可逆原理(1)直流發(fā)電機 當發(fā)電機

9、帶負載以后，就有電流流過負載，同時也流過線圈，其方向與感應電動勢方向相同。根據(jù)電磁力定律，載流導體ab和cd在磁場中會受力的作用，形成的電磁轉矩方向為順時針方向，與轉速方向相反。這意味著，電磁轉矩阻礙發(fā)電機旋轉，是制動轉矩。 原動機必須用足夠大的拖動轉矩來克服電磁轉矩的制動作用，以維持發(fā)電機的穩(wěn)定運行。此時發(fā)電機從原動機吸取機械能，轉換成電能向負載輸出。(2)直流電動機 當電動機旋轉起來后，導體ab和cd切割磁力線，產(chǎn)生感應電動勢，用右手定則判斷出其方向與電流方向相反。這意味著，此電樞電動勢是一反電動勢，它阻礙電流流入電動機。 所以，直流電動機要正常工作，就必須施加直流電源以克服反電動勢的阻礙

10、作用，把電流送入電動機。此時電動機從直流電源吸取電能，轉換成機械能輸出。 【任務實施】【任務實施】1.任務實施的內容任務實施的內容 直流電動機的拆裝及電刷中性線位置的調整。2.任務實施的要求任務實施的要求 (1)掌握小型直流電動機的拆卸及安裝的方法。 (2)掌握調整電刷中性線位置的方法。3.設備器材設備器材 直流電動機，1臺；1.53V直流電源，1臺；直流毫伏表，1塊；兆歐表，1塊；電工工具(含頂拔器、活扳手、榔頭、螺絲刀、紫銅棒、鋼套筒、毛刷、鉗子、螺絲刀)，1套 。4.任務實施的步驟任務實施的步驟 (1)觀察直流電動機的結構，抄錄電動機的銘牌數(shù)據(jù)，將有關數(shù)據(jù)填入表3.1中。 (2)用手撥動電動機的轉子，觀察其轉動情況是否良好。 (3)拆裝直流電動機。將拆裝有關情況記入表3.2中。 電動機裝配后進行如下檢驗，將有關數(shù)據(jù)詳細記錄于表3.3中。 (4)電刷中線性位置的調整 按圖3-12所示接線，當電樞靜止時，將毫伏表接到相鄰的兩組電刷上(電刷與換向器接觸一定要良好)。勵磁繞組通過開關S接到1.53V的直流電壓源上。 頻繁地閉合和斷開開關S，同時將電刷架向左或向右慢慢移動，觀察直流毫伏表的擺動情況，直至毫伏表指針不動或擺動很小時，電刷位置就是中性線位置。 將刷架固緊后再復測一次。 5.注意事項注意事項 (1)拆下刷架前，要做好標記，便于安裝后調整電刷