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直流電動機原理

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ID:128229 發(fā)表于 2016-6-29 22:59 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
 
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,這是一個方形導線框,在線端頭焊接兩片半圓周的銅片。

帶換向器的導線框

兩片半圓周的銅片構成換向器,兩個彈性銅片靠在換向器兩側是電刷。

導線框與換向器與電刷

電源通過電刷向導線框供電,線框中就有電流通過。

通過換向器向導線框供電

在線框兩側放一對磁極,形成磁場,線框處在磁場中。

導線框放入磁場

當線框通有電流時,兩側導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,當旋轉90度后,換向器改變了線框電流的方向,于是導線框會連續(xù)旋轉下去,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,但它距實際應用的直流電動機結構相差較大,下面介紹一臺與真實直流電動機結構相近的原理模型。 

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

永久磁鐵的磁極

電動機旋轉部分是轉子(俗稱電樞),轉子安裝在兩個磁極之間。為增強兩磁極間的磁通密度,轉子鐵芯(電樞鐵芯)由導磁良好的硅鋼片疊成,電機的導線框嵌放在轉子鐵芯的槽內,本模型的轉子鐵芯有8個線槽。

定子與轉子鐵芯

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

一個轉子繞組

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

四個轉子繞組

這是嵌好全部8個繞組的圖。

全部八個轉子繞組

再把轉子鐵芯顯示出來。

轉子鐵芯與轉子繞組

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。    把轉子繞組的引出線按規(guī)律焊接在換向片上。

直流電機轉子

把嵌有繞組的轉子插入兩磁極之間,兩個嵌有石墨塊的電刷靠在換向器兩側。

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;轉子鐵芯也以半透明顯示。

在磁場中的轉子繞組

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,轉子開始旋轉,線框受力方向依左手定則判斷。

通電轉子繞組在磁場中受力

直流電動機結構
Direct Current Motor Structure

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

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生主磁場。見圖2

圖2 直流電動機定子

直流電機轉子也稱為電樞,電樞鐵芯由導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是定子鐵芯與轉子鐵芯的磁路圖,淺藍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,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,還要在電樞轉軸上安裝風扇。

圖8 有風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,導電良好又潤滑。電刷固定在刷握內,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成。電刷組固定在電刷座上,構成電刷裝置。

圖9 電刷裝置
電刷裝置與換向器的位置關系見圖10,根據電樞繞組的常用繞法的線端頭與換向器焊接位置,當磁極在上下方時兩個電刷組分布在換向器上下兩側。

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

在電機前后兩側裝上端蓋(剖面),端蓋上有軸承,支持電樞的旋轉。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

 


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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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