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直流電動(dòng)機(jī)原理

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ID:128229 發(fā)表于 2016-6-29 22:59 | 只看該作者 回帖獎(jiǎng)勵(lì) |倒序?yàn)g覽 |閱讀模式
 
直流電動(dòng)機(jī)原理
Direct Current Motor Principle
在本課件中對(duì)直流電動(dòng)機(jī)的基本原理作一介紹,這是一個(gè)方形導(dǎo)線框,在線端頭焊接兩片半圓周的銅片。

帶換向器的導(dǎo)線框

兩片半圓周的銅片構(gòu)成換向器,兩個(gè)彈性銅片靠在換向器兩側(cè)是電刷。

導(dǎo)線框與換向器與電刷

電源通過(guò)電刷向?qū)Ь框供電,線框中就有電流通過(guò)。

通過(guò)換向器向?qū)Ь框供電

在線框兩側(cè)放一對(duì)磁極,形成磁場(chǎng),線框處在磁場(chǎng)中。

導(dǎo)線框放入磁場(chǎng)

當(dāng)線框通有電流時(shí),兩側(cè)導(dǎo)線就會(huì)受到磁場(chǎng)的作用力,這個(gè)力稱為洛倫茲力,方向依左手定則判斷,圖中紫紅色箭頭表示電流方向、綠色半透明箭頭是受力方向。

直流電動(dòng)機(jī)工作原理

受到磁場(chǎng)的作用力的線框會(huì)旋轉(zhuǎn),當(dāng)旋轉(zhuǎn)90度后,換向器改變了線框電流的方向,于是導(dǎo)線框會(huì)連續(xù)旋轉(zhuǎn)下去,這就是直流電動(dòng)機(jī)的工作原理。
 

直流電動(dòng)機(jī)模型
Direct Current Motor Model

在前面的課件中已對(duì)直流電動(dòng)機(jī)的基本原理作了介紹,但它距實(shí)際應(yīng)用的直流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)相差較大,下面介紹一臺(tái)與真實(shí)直流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)相近的原理模型。 

電機(jī)的定子主要用來(lái)產(chǎn)生磁場(chǎng),該模型定子有一對(duì)磁極,由導(dǎo)磁良好的鋼鐵制成,磁極的的磁力由一個(gè)U型永久磁鐵產(chǎn)生。

永久磁鐵的磁極

電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)部分是轉(zhuǎn)子(俗稱電樞),轉(zhuǎn)子安裝在兩個(gè)磁極之間。為增強(qiáng)兩磁極間的磁通密度,轉(zhuǎn)子鐵芯(電樞鐵芯)由導(dǎo)磁良好的硅鋼片疊成,電機(jī)的導(dǎo)線框嵌放在轉(zhuǎn)子鐵芯的槽內(nèi),本模型的轉(zhuǎn)子鐵芯有8個(gè)線槽。

定子與轉(zhuǎn)子鐵芯

轉(zhuǎn)子鐵芯的8個(gè)線槽里嵌有轉(zhuǎn)子繞組(電樞繞組),為便于觀察,仍用單圈線框代表轉(zhuǎn)子繞組,這是一個(gè)線框。

一個(gè)轉(zhuǎn)子繞組

按8個(gè)線槽順序嵌放轉(zhuǎn)子繞組(線框),為便于觀察不顯示轉(zhuǎn)子鐵芯,繞組的頭尾端依次焊接,這是嵌到第4個(gè)繞組時(shí)的圖。

四個(gè)轉(zhuǎn)子繞組

這是嵌好全部8個(gè)繞組的圖。

全部八個(gè)轉(zhuǎn)子繞組

再把轉(zhuǎn)子鐵芯顯示出來(lái)。

轉(zhuǎn)子鐵芯與轉(zhuǎn)子繞組

換向器有8個(gè)銅制換向片,排成圓筒形,換向片間留有縫隙,相互絕緣。    把轉(zhuǎn)子繞組的引出線按規(guī)律焊接在換向片上。

直流電機(jī)轉(zhuǎn)子

把嵌有繞組的轉(zhuǎn)子插入兩磁極之間,兩個(gè)嵌有石墨塊的電刷靠在換向器兩側(cè)。

直流電機(jī)模型

為便于觀察,不顯示磁極與磁鐵,僅顯示磁極的磁力線;轉(zhuǎn)子鐵芯也以半透明顯示。

在磁場(chǎng)中的轉(zhuǎn)子繞組

在兩電刷上接通電源,可在圖上看到每個(gè)線槽中線框的電流方向,線框受磁場(chǎng)作用力,轉(zhuǎn)子開(kāi)始旋轉(zhuǎn),線框受力方向依左手定則判斷。

通電轉(zhuǎn)子繞組在磁場(chǎng)中受力

直流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)
Direct Current Motor Structure

在前面的課件中已對(duì)直流電動(dòng)機(jī)原理與基本結(jié)構(gòu)作了介紹,這里用一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)模型來(lái)介紹它的具體結(jié)構(gòu)。

該直流電動(dòng)機(jī)模型的定子有一對(duì)主磁極,安裝在機(jī)座上,機(jī)座也叫磁軛,是主磁極磁力線的通路。磁極與磁軛都是用導(dǎo)磁良好的鋼鐵制成。 見(jiàn)圖1

圖1 磁極與磁軛

在主磁極上安裝有勵(lì)磁繞組,繞組通電后就會(huì)在兩個(gè)主磁極間產(chǎn)生主磁場(chǎng)。見(jiàn)圖2

圖2 直流電動(dòng)機(jī)定子

直流電機(jī)轉(zhuǎn)子也稱為電樞,電樞鐵芯由導(dǎo)磁良好的硅鋼片疊成,鐵芯圓周均勻分布18個(gè)槽,用來(lái)嵌放電樞繞組。電樞鐵芯直徑比主磁極間距離略小點(diǎn)。

圖3 直流電動(dòng)機(jī)電樞鐵芯

圖4是定子鐵芯與轉(zhuǎn)子鐵芯的磁路圖,淺藍(lán)色箭頭線表示磁力線。

圖4 直流電機(jī)的磁路

把繞制好的電樞繞組嵌入電樞槽內(nèi),每個(gè)繞組都有一對(duì)引出線。

圖5 電樞繞組
換向器有18個(gè)銅制換向片,排成圓筒形,固定在一個(gè)絕緣套筒上,換向片間留有縫隙,相互絕緣。圖6用兩個(gè)角度展示換向器的外觀。

圖6 換向器

把換向器安裝在電樞轉(zhuǎn)軸上,把電樞繞組的引出線按規(guī)律焊接在換向片上。見(jiàn)圖7

圖7 直流電動(dòng)機(jī)電樞

為散去電機(jī)發(fā)出的熱量,還要在電樞轉(zhuǎn)軸上安裝風(fēng)扇。

圖8 有風(fēng)扇的直流電動(dòng)機(jī)電樞

電樞繞組通過(guò)電刷供電,電刷的主要成份是石墨,導(dǎo)電良好又潤(rùn)滑。電刷固定在刷握內(nèi),由彈簧片壓向換向器。 

本模型有兩個(gè)主磁極,故有兩個(gè)電刷組,每個(gè)電刷組由兩個(gè)電刷構(gòu)成。電刷組固定在電刷座上,構(gòu)成電刷裝置。

圖9 電刷裝置
電刷裝置與換向器的位置關(guān)系見(jiàn)圖10,根據(jù)電樞繞組的常用繞法的線端頭與換向器焊接位置,當(dāng)磁極在上下方時(shí)兩個(gè)電刷組分布在換向器上下兩側(cè)。

圖10 電刷裝置與電樞換向器 

把電樞插入定子主磁極之間,見(jiàn)圖11

圖11 定子與電樞

在電機(jī)前后兩側(cè)裝上端蓋(剖面),端蓋上有軸承,支持電樞的旋轉(zhuǎn)。電刷裝置也固定在端蓋上。 見(jiàn)圖12

圖12 直流電動(dòng)機(jī)剖面

在電機(jī)端蓋上有散熱通風(fēng)孔,在機(jī)座上有出線盒。

圖13 直流電動(dòng)機(jī)外觀-1

從另一角度看直流電動(dòng)機(jī)

圖14 直流電動(dòng)機(jī)外觀-2

 


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沙發(fā)
ID:85941 發(fā)表于 2016-7-11 10:40 | 只看該作者
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