《電機技術(shù)》3.1.1 直流電機結(jié)構(gòu)、原理和銘牌任務(wù)手冊

直流電機結(jié)構(gòu)、原理和銘牌【任務(wù)要求】知識點技能點了解直流電機的結(jié)構(gòu)掌握直流電動機的工作原理掌握直流發(fā)電機的工作原理掌握直流電機的可逆原理理解直流電機銘牌直流電機結(jié)構(gòu)的分析直流電動機工作原理的分析與應(yīng)用直流發(fā)電機工作原理的分析與應(yīng)用直流電機可逆原理的分析與應(yīng)用直流電機銘牌的識讀重點難點直流電動機的工作原理直流發(fā)電機的工作原理直流電機的可逆原理【任務(wù)清單】任務(wù)1：直流電機的結(jié)構(gòu)1.定子部分(1)機座作用:固定主磁極、換向極、端蓋等，機座還是磁路的一部分，用以通過磁通的部分稱為磁扼。材料:鑄鋼或厚鋼板焊接而成，具有良好的導(dǎo)磁性能和機械強度。(2)主磁極作用:產(chǎn)生氣隙磁場。組成:主磁極包括鐵芯和勵磁繞組兩部分。主磁極鐵芯柱體部分稱為極身，靠近氣隙一端較寬的部分稱為極靴，極靴做成圓弧形，使氣隙磁通均勻極身上套有產(chǎn)生磁通的勵磁繞組。材料:主磁極鐵芯一般由1.0mm-1.5mm厚的低碳鋼板沖片疊壓鉚接而成。(3)換向極作用:改善換向。組成:鐵芯、繞組。材料:鐵芯用整塊鋼制成，如要求較高，則用1.0mm-1.5mm厚的鋼板疊壓而成；繞組用粗銅線繞制，流過的是電樞電流。安裝位置:在相鄰兩主磁極正中間。(4)電刷裝置作用:既起連接內(nèi)外電路的作用，又起交流、直流變換作用。組成:電刷、刷握、刷桿、刷桿架、彈簧、銅辮構(gòu)成，如圖9-4所示。一般情況下，電刷組的個數(shù)等于主磁極的個數(shù)。2.轉(zhuǎn)子部分(1)電樞鐵芯作用:磁路的一部分。結(jié)構(gòu):用0.5mm厚、兩邊涂有絕緣漆的硅鋼片沖片疊壓而成。其外圓周開槽，用來嵌放電樞繞組。(2)電樞繞組作用:產(chǎn)生感應(yīng)電動勢、通討電樞申流，它是電動機實現(xiàn)機電能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵。組成:絕緣導(dǎo)線繞成的線圈(或稱元件)，按一定規(guī)律連接而成。(3)換向器作用:繞組中電流換向。組成:多個壓在一起的梯形銅片構(gòu)成的一個圓筒，片與片之間用一層薄云母絕緣，電樞繞組各元件的始端和末端與換向片按一定規(guī)律連接。換向器與轉(zhuǎn)軸固定在一起。任務(wù)2：直流電動機的工作原理直流電動機通過換向器的作用，與電源負極相連的電刷B始終和S極下導(dǎo)體相連，故S極下導(dǎo)體中電流方向恒為流出；而與電源正極相連的電刷A始終和N極下導(dǎo)體相連，故N極下導(dǎo)體中電流方向恒為流入。當(dāng)導(dǎo)體ab和cd不斷交替出現(xiàn)在N極和S極下時，兩導(dǎo)體所受電磁力矩始終為逆時針方向，因而使電樞按一定方向旋轉(zhuǎn)。直流電動機是把直流電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的設(shè)備。它有以下幾方面的優(yōu)點:(1)調(diào)速范圍廣，且易于平滑調(diào)節(jié)；(2)過載能力強，起動、制動轉(zhuǎn)矩大；(3)易于控制，可靠性高。任務(wù)3：直流發(fā)電機的工作原理直流發(fā)電機由于換向器的作用，使處在N極下面的導(dǎo)體永遠與電刷A相接觸，處在S極下面的導(dǎo)體永遠與電刷B相接觸，使電刷A總是呈正電位，電刷B總是呈負電位，從而獲得直流輸出電勢。一個線圈產(chǎn)生的電勢波形如圖（a）所示，這是一個脈動的直流，不能做直流電源使用。實際應(yīng)用的直流發(fā)電機是由很多個元件和相同個數(shù)的換向片組成電樞繞組，這樣可以在很大程度上減少其脈動幅值，可以看做是穩(wěn)恒電流電源，如圖（b）所示。經(jīng)驗表明：一對磁極范圍內(nèi)電樞繞組匝數(shù)不低于8匝即可得到近似恒穩(wěn)直流電壓。任務(wù)4：直流電機的可逆原理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，取決于外界不同的條件。將直流電源加于電刷輸入直流電流，電機能將直流電能轉(zhuǎn)換為機械能；如用原動機拖動直流電機的電樞旋轉(zhuǎn)，輸入機械能，電機能將機械能轉(zhuǎn)換為直流電能從電刷輸出。同一臺電機既能作電動機運行又能作發(fā)電機運行的原理，稱為電機的可逆原理。從直流電機的工作原理分析還可知：無論是發(fā)電機還是電動機，其繞組內(nèi)的感應(yīng)電動勢和電樞電流都是交流，而正、負電刷的極性卻是固定的，即通過電刷輸出的（發(fā)電機）或輸入的（電動機）都是直流。電刷和換向片起著機械整流的作用，將電刷外部的直流變成電樞繞組內(nèi)的交流（電動機）或?qū)?nèi)部的交流變成電刷外部的直流（發(fā)電機）。任務(wù):5：直流電機銘牌1、型號電機的型號一般采用大寫印刷體的漢語拼音字母和阿拉伯?dāng)?shù)字表示。一般用途直流發(fā)電機的類型代號是ZF，直流電動機的類型代號是ZD。類型代號后面的數(shù)字表示電機的尺寸、規(guī)格。例如ZF423/230表示直流發(fā)電機電樞鐵芯外徑423mm，鐵芯長230mm。2.直流電機的額定值(1)額定功率是指電機在額定狀態(tài)下運行發(fā)電機向負載輸出的電功率或電動機軸上輸出的機械功率，單位KW。它等于額定電壓和電流的乘積再乘上電動機的效率，即（直流電動機）（直流發(fā)電機）(2)額定電壓是指電機在額定運行狀態(tài)下，發(fā)電機供給負載的端電壓或加在電動機兩端的直流電源電壓，單位V。(3)額定電流是指發(fā)電機帶額定負載時的輸出電流或電動機軸上帶額定機械負載時的輸入電流，單位A。(4)額定轉(zhuǎn)速是指在額定電壓、額定電流和額定輸出功率的情況下的旋轉(zhuǎn)速(r/min)。（5）勵磁方式是指主磁極勵磁繞組供電的方式及它與電樞繞組的連接方式?！救蝿?wù)拓展】請認真思考并回答下列問題1、試敘述直流發(fā)電機的工作