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直流电机的工作原理 直流电机工作原理

时间:2025-04-12 18:41:13  来源:  作者:

    直流电机是将电能转变为轴上输出的机械能的电磁转换装置。由定子绕组通入直流励磁电流,产生励磁磁场,主电路引入直流电源,经碳刷(电刷)传给换向器,再经换向器将此直流电转化为交流电,引入电枢绕组,产生电枢电流(电枢磁场),电枢磁场与励磁磁场合成气隙磁场,电枢绕组切割合成气隙磁场,产生电磁转矩。这是直流电机的基本工作原理。    右图为简单的两极直流电机模型,由主磁极(励磁线圈)、电枢(电枢线圈)、电刷和换向片等组成。固定部分(定子)上,装设了一对直流励磁的静止的主磁级N、S,主磁级由励磁线圈的磁场产生;旋转部分(转子)上,装调电枢铁芯与电枢绕组。电枢电流由外供直流电源所产生。定子和转子之间有一气隙。电枢线圈的首、末端分别连接于两个圆弧型的换向片上,换向片之间互相绝缘,由换向片构成的整体称为换向器。换向片固定在转轴上,与转轴也是绝缘的。在换向片上放置着一对固定不动的电刷,当电枢旋转时,电枢线圈通过换向片和电刷与外电路接触(引入外供直流电源)。    直流电动机运行时,将直流电源接住在两刷之间,电流方向为:N级下有效边电流总是一个方向,而S级上有效边中电流总是另一个方向,两边上受到的电磁力方向一致,电枢因而转动。当线圈有效边从N级下(S级上)转到S级上(N极下)下时,其中电流方向由于换向片而同时改变,而电磁力方向不变,使电枢受到一个方向不变的电磁转矩,因而电机连续运行。pMv检测VBA

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直流电机使用检查注意事项

  1、周围应保持干燥,其内外部均不应放置其他物件。电机的清洁工作每月不得少于一次,清洁时应以压缩空气吹净内部的灰尘,特别是换向器、线圈连接线和引线部分。pMv检测VBA

  2、换向器的保养pMv检测VBA

  (1)换向器应是呈正圆柱形的表面,不应有机械损伤和烧焦的痕迹。pMv检测VBA

  (2)换向器在负载下长期无火花运转后,在表面产生一层褐色有光泽的坚硬薄膜,这是正常现象,它能保护换向器的磨损,这层薄膜必须加以保护,不能用砂布摩擦。pMv检测VBA

  (3)若换向器表面出现粗糙、烧焦等现象时可用“0”号砂布在旋转着的换向器表面进行细致研磨。若换向器表面出现过于粗糙不平、不圆或有部分凹进现象时应将换向器进行车削,车削速度不大于1.5m/s,车削深度及每转进刀量均不大于0.1mm,车削时换向器不应有轴向移动。pMv检测VBA

  (4)换向器表面磨损很多时,或经车削后,发现云母片有凸出现象,应以铣刀将云母片铣成1~1.5mm的凹槽。pMv检测VBA

  (5)换向器车削或云母片下刻时,须防止铜屑、灰尘侵入电枢内部。因为要将电枢线圈端部及接头片覆盖。加工完毕后用压缩空气做清洁处理。pMv检测VBA

  3、电刷的使用pMv检测VBA

  (1)电刷与换向器的工作表面应有良好的接触,电刷压力正常。电刷在刷握内应能滑动自如。电刷磨损或损坏时,应以牌号及尺寸与原来相同的电刷更替之,并且用“0”号砂布进行研磨,砂布面向电刷,背面紧贴换向器,研磨时随换向器作来回移动。pMv检测VBA

  (2)电刷研磨后用压缩空气作清洁处理,再使作空载运转,然后以轻负荷(为额定负载的1/4~1/3)运转1小时,使电刷在换向器上得到良好的接触面(每块电刷的接触面积不小于57%)。pMv检测VBA

  4、轴承的保养pMv检测VBA

  (1)轴承在运转时温度太高,或发出有害杂音时,说明可能损坏或有外物侵入,应拆下轴承清洗检查,当发现钢珠或滑圈有裂纹损坏或轴承经清洗后使用情况仍未改变时,必须更换新轴承。轴承工作2000~2500小时后应更换新的润滑脂,但每年不得少于一次。pMv检测VBA

  (2)轴承在运转时须防止灰尘及潮气侵入,并严禁对轴承内圈或外圈的任何冲击。pMv检测VBA

  5、绝缘电阻pMv检测VBA

  (1)应当经常检查步进电机的绝缘电阻,如果绝缘电阻小于1MΩ时,应仔细清除绝缘上的污物和灰尘,并用汽油、甲苯或四氯化碳清除之,待其干燥后再涂绝缘漆。pMv检测VBA

  (2)必要时可采用热空气干燥法,用通风机将热空气(80℃)送入电动机进行干燥,开始绝缘电阻降低,然后升高,最后趋于稳定。pMv检测VBA

  6、通风系统pMv检测VBA

  建议应经常检查定子温升,判断通风系统是否正常,风量是否足够,如果温升超过允许值,应立即停车检查通风系统。pMv检测VBA

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直流电机的转子部分

  直流电机转子部分主要由电枢铁心和电枢绕组、换向器、转轴和风扇等组成。  (1)电枢铁心  电枢铁心作用有二,一个是作为主磁路的主要部分;另一个是嵌放电枢绕组。由于电枢铁心和主磁场之间的相对运动,会在铁心中引起涡流损耗和磁滞损耗(这两部分损耗合在一起称为铁心损耗,简称铁耗),为了减少铁耗,通常用0.5mm厚的涂有绝缘漆的硅钢片的冲片叠压而成,固定在转轴上。电枢铁心沿圆周上有均匀分布的槽,里面可嵌入电枢绕组。  (2)电枢绕组  电枢绕组是由许多按一定规律排列和联接的线圈组成,它是直流电机的主要电路部分,是通过电流和感应产生电动势以实现机电能量转换的关键性部件。线圈用包有绝缘的圆形和矩形截面导线绕制而成,线圈亦称为元件,每个元件有两个出线端。电枢线圈嵌放在电枢铁心的槽中,每个元件的两个出线端以一定规律与换向器的换向片相连,构成电枢绕组。  (3)换向器  换向器也是直流电机的重要部件。在直流发电机中,它的作用是将绕组内的交变电动势转换为电刷端上的直流电动势;在直流中,它将电刷上所通过的直流电流转换为绕组内的交变电流。换向器安装在转轴上,主要由许多换向片组成,片与片之间用云母绝缘,换向片数与元件数相等。pMv检测VBA

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