標(biāo)題: 直流電動機原理 [打印本頁]
作者: 電子黑    時間: 2016-6-29 22:59
標(biāo)題: 直流電動機原理
 
直流電動機原理
Direct Current Motor Principle
在本課件中對直流電動機的基本原理作一介紹，這是一個方形導(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

電源通過電刷向?qū)Ь�框供電，線框中就有電流通過。

通過換向器向?qū)Ь�框供電

在線框兩側(cè)放一對磁極，形成磁場，線框處在磁場中。

導(dǎo)線框放入磁場

當(dāng)線框通有電流時，兩側(cè)導(dǎo)線就會受到磁場的作用力，這個力稱為洛倫茲力，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。

直流電動機工作原理

受到磁場的作用力的線框會旋轉(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)線框會連續(xù)旋轉(zhuǎn)下去，這就是直流電動機的工作原理。
 

直流電動機模型
Direct Current Motor Model

在前面的課件中已對直流電動機的基本原理作了介紹，但它距實際應(yīng)用的直流電動機結(jié)構(gòu)相差較大，下面介紹一臺與真實直流電動機結(jié)構(gòu)相近的原理模型。 

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

永久磁鐵的磁極

電動機旋轉(zhuǎn)部分是轉(zhuǎn)子（俗稱電樞），轉(zhuǎn)子安裝在兩個磁極之間。為增強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個線槽。

定子與轉(zhuǎn)子鐵芯

轉(zhuǎn)子鐵芯的8個線槽里嵌有轉(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，這是一個線框。

一個轉(zhuǎn)子繞組

按8個線槽順序嵌放轉(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個繞組時的圖。

四個轉(zhuǎn)子繞組

這是嵌好全部8個繞組的圖。

全部八個轉(zhuǎn)子繞組

再把轉(zhuǎn)子鐵芯顯示出來。

轉(zhuǎn)子鐵芯與轉(zhuǎn)子繞組

換向器有8個銅制換向片，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。

直流電機轉(zhuǎn)子

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

直流電機模型

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。

在磁場中的轉(zhuǎn)子繞組

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

通電轉(zhuǎn)子繞組在磁場中受力

直流電動機結(jié)構(gòu)
Direct Current Motor Structure

在前面的課件中已對直流電動機原理與基本結(jié)構(gòu)作了介紹，這里用一臺直流電動機模型來介紹它的具體結(jié)構(gòu)。

該直流電動機模型的定子有一對主磁極，安裝在機座上，機座也叫磁軛，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。 見圖1

圖1 磁極與磁軛

在主磁極上安裝有勵磁繞組，繞組通電后就會在兩個主磁極間產(chǎn)生主磁場。見圖2

圖2 直流電動機定子

直流電機轉(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個槽，用來嵌放電樞繞組。電樞鐵芯直徑比主磁極間距離略小點。

圖3 直流電動機電樞鐵芯

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 直流電機的磁路

把繞制好的電樞繞組嵌入電樞槽內(nèi)，每個繞組都有一對引出線。

圖5 電樞繞組
換向器有18個銅制換向片，排成圓筒形，固定在一個絕緣套筒上，換向片間留有縫隙，相互絕緣。圖6用兩個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。見圖7

圖7 直流電動機電樞

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

圖8 有風(fēng)扇的直流電動機電樞

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

本模型有兩個主磁極，故有兩個電刷組，每個電刷組由兩個電刷構(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)磁極在上下方時兩個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，見圖11

圖11 定子與電樞

在電機前后兩側(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。 見圖12

圖12 直流電動機剖面

在電機端蓋上有散熱通風(fēng)孔，在機座上有出線盒。

圖13 直流電動機外觀-1

從另一角度看直流電動機

圖14 直流電動機外觀-2

 


作者: sxz538    時間: 2016-7-11 10:40
專業(yè)詳細(xì)，



歡迎光臨 (http://www.torrancerestoration.com/bbs/) Powered by Discuz! X3.1