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直流�(fā)電機(jī)
閱讀�29365�(shí)間:2011-01-12 17:09:53

  直流�(fā)電機(jī)是一種把�(jī)械能�(zhuǎn)換為直流電輸出的電機(jī),流電動(dòng)�(jī)具有良好的起�(dòng)性能和調(diào)速性能,因此廣泛應(yīng)用于要求�(diào)速平�,調(diào)速范圍廣等對(duì)�(diào)速要求較高的電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中,如電力機(jī)�、無軌電�、軋鋼機(jī)起重�(shè)備等�

�(jié)�(gòu)

  直流電機(jī)的結(jié)�(gòu)可分為靜止和�(zhuǎn)�(dòng)兩部分,靜止部分稱為定子,旋�(zhuǎn)部分稱為�(zhuǎn)子(也稱電樞�。圖1 與圖2分別為直流電�(jī)的縱剖面示意圖和橫剖面示意圖�

直流電機(jī)縱剖面示意圖

  直流電機(jī)縱剖面示意圖

直流電機(jī)橫剖面示意圖

  直流電機(jī)橫剖面示意圖

  直流電機(jī)定子部分包括�(jī)�、主磁極、換向極、端�、軸承和電刷裝置�;轉(zhuǎn)子部分包括電樞鐵�、電樞繞�、換向器、風(fēng)扇和�(zhuǎn)軸等�

部件功能

  1、主磁極

  主磁極用來產(chǎn)生氣隙磁�(chǎng),并使電樞表面的氣隙磁通密度按一定波形沿空間分布。主磁極包括主磁極鐵芯和�(lì)磁繞�。主磁極鐵芯由1mm�1.5mm 厚的低碳鋼薄板沖片疊壓而成。勵(lì)磁繞組用圓形或矩形純銅絕緣電磁線制成。各磁極的勵(lì)磁繞組串�(lián)連接成一�,以保證各主極勵(lì)磁繞組的電流相等�

  大的直流電機(jī)在極靴上開槽,  槽內(nèi)嵌放�(bǔ)償繞�,與電樞繞組串聯(lián),用以抵消極靴范圍內(nèi)的電樞反�(yīng)磁動(dòng)�(shì),從而減少氣隙磁�(chǎng)的畸�,改善換�,提高電�(jī)�(yùn)行可靠��

  2、換向極

  也稱附加�,用于改善直流電�(jī)的換向性能。換向極由換向極鐵芯和換向極繞組組成。其鐵心一般也用1mm�1.5mm厚的低碳鋼薄板沖片疊壓而成。換向極繞組必須和電樞繞組相串聯(lián),由于要通過的電樞電流較�,通常采用較粗的矩形截面導(dǎo)體繞制而成。換向極安裝在兩相鄰主極之間,其�(shù)目一般與主極�(shù)相等。小功率直流電機(jī)可不裝換向極�

  3、機(jī)�

  直流電機(jī)的機(jī)座用來固定主�、換向極、端蓋等,并借助底腳將電�(jī)固定在基�(chǔ)��

  同時(shí),直流電�(jī)的機(jī)座是磁極間的磁通路�(稱為磁軛),所以用�(dǎo)磁性好、機(jī)械強(qiáng)度較高的鑄鋼或厚鋼板制成,不能采用鑄��

  4、電樞鐵�

  電樞鐵心用來通過磁通并嵌放電樞繞組,是主磁路的一部分。由于轉(zhuǎn)子在定子主磁極產(chǎn)生的恒定磁場(chǎng)�(nèi)旋轉(zhuǎn),因此電樞鐵芯內(nèi)的磁通是交變的,為減少渦流和磁滯損�,通常用兩面涂絕緣漆的 0.5mm 硅鋼片疊壓而成。沖片上有均勻分布的嵌放電樞繞組的槽和軸向通風(fēng)��

  5、電樞繞�

  電樞繞組是產(chǎn)生感�(yīng)電動(dòng)�(shì)和電磁轉(zhuǎn)�,實(shí)�(xiàn)�(jī)電能量轉(zhuǎn)換的�(guān)鍵部�。容量較小的直流電機(jī)的電樞繞組用圓形電磁線繞制而成,而大多數(shù)直流電機(jī)的電樞繞組均用矩形絕緣導(dǎo)線繞制成定形線圈,然后嵌入電樞鐵心的槽中,線圈與鐵心之間以及�、下層線圈之間都必須妥善絕緣。為了防止電樞旋�(zhuǎn)�(shí)離心力的作用,繞組在槽內(nèi)部分用絕緣槽楔固定,而伸到槽外的端接部分則用非磁性鋼絲扎緊在線圈支架��

  6、換向器

  換向器是直流電機(jī)特有的關(guān)鍵部�,將電樞繞組�(nèi)部的交流電勢(shì)�(zhuǎn)換成電刷間的直流電勢(shì)。換向器的質(zhì)量好壞將直接影響直流電機(jī)的運(yùn)行可靠�。換向器由許多稱為換向片�、彼此互相絕緣的銅片組合而成,有多種�(jié)�(gòu)形式,換12 向器� V 型套筒、換向片、云母片(換向片間的絕緣)和壓緊圈等組成緊密整體。小型換向器用熱固性環(huán)氧樹脂熱壓成整體。電樞繞組端部嵌放在換向片端部槽�(nèi),并焊接在一��

  7、電刷裝�

  電刷裝置由電�、刷�、刷桿和刷桿座等組成。電刷放在刷握上的刷盒內(nèi),用彈簧將電刷壓緊與換向器表面緊密接�,保證電樞轉(zhuǎn)�(dòng)�(shí)電刷與換向器表面有良好的接觸。電刷裝置與換向器配合將�(zhuǎn)�(dòng)的電樞繞組和靜止的外電路�(lián)��

  8、氣�

  �、轉(zhuǎn)子之間的氣隙是主磁路一部分,其大小直接影響�(yùn)行性能。由于氣隙磁�(chǎng)由直流勵(lì)磁產(chǎn)生,因此直流電機(jī)的氣隙可比異步電�(dòng)�(jī)大得�,小型直流電�(jī)� 1�3 mm,大型直流電�(jī)可達(dá) 12mm�

工作原理

  �(fā)電機(jī)�(yùn)行時(shí)的直流電�(jī)工作模型如圖所示,圖中的電刷A和B間外接的是直流負(fù)�,電�(jī)由一原動(dòng)�(jī)拖動(dòng)以逆時(shí)針方向旋�(zhuǎn)。在圖示瞬間,元件邊ab的感�(yīng)電勢(shì)方向?yàn)閎端到a端,元件邊cd的感�(yīng)電勢(shì)方向?yàn)閐端到c�,元件中的電流ia的方�?yàn)锽刷→d→c→b→a→A刷,元件邊ab、cd�(chǎn)生電磁力f,作用在電樞圓周切線方向的電磁力f將產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩Tem,方�?yàn)轫槙r(shí)�,與電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向相反。轉(zhuǎn)� 180°的位置后,元件內(nèi)的電流ia的方�?yàn)閺模滤ⅰ鷄→b→c→d→A�,外電路中的電流I的方向仍不變,產(chǎn)生的電磁�(zhuǎn)矩Tem方向仍為順時(shí)��

直流發(fā)電機(jī)的工作模型

  直流�(fā)電機(jī)的工作模�

  由上面分析可見,直流電機(jī)在作�(fā)電機(jī)�(yùn)行時(shí),有以下幾�(gè)特點(diǎn)�

  �1)在每�(gè)電樞線圈�(nèi)流動(dòng)的電流ia為交�,同�(shí)�(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)e亦為交流�

 ?�?)電刷間為直流電�(shì),而元件內(nèi)的感�(yīng)電動(dòng)�(shì)e和電流ia的方向相同�

  �3)由電樞電流所�(chǎn)生的磁場(chǎng)在空間上也是固定不變的�

 ?�?)n與電磁轉(zhuǎn)矩Tem  反方�,電磁轉(zhuǎn)矩Tem  起制�(dòng)作用�

額定�

  額定值是電機(jī)生產(chǎn)企業(yè)按國家標(biāo)�(zhǔn)�(duì)電機(jī)�(chǎn)品在指定工作條件下(即額定工作條件)所�(guī)定的一些量值。主要額定值通常�(biāo)在電�(jī)的銘牌上。直流電�(dòng)�(jī)的主要額定值有�

 ?�?)額定功率PN,指直流電動(dòng)�(jī)�(zhuǎn)軸上輸出的機(jī)械功�,單位為W或k��

 ?�?)額定電壓UN,指額定狀�(tài)下電�(jī)出線端的電壓,單位為V�

 ?�?)額定電流IN,指額定狀�(tài)下電�(jī)出線端的電流,單位為��

  �4)額定轉(zhuǎn)速nN,指直流電機(jī)�(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)速,單位為r/min�

  此外,直流電�(jī)銘牌上還�(biāo)有電�(jī)型號(hào),絕緣等�(jí),額定勵(lì)磁電壓UfN,額定勵(lì)磁電流IfN 等說明電�(dòng)�(jī)特點(diǎn)的內(nèi)�。而額定效率ηN、額定轉(zhuǎn)矩TN、額定溫升θN等通常不標(biāo)注在銘牌�。直流電�(jī)的額定功率對(duì)直流電動(dòng)�(jī)而言是指它的軸上的輸出機(jī)械功率,其表�(dá)式為:PN=UNINηN  ;而對(duì)直流�(fā)電機(jī)則指�(fā)電機(jī)輸出的電功率,其表達(dá)式為:PN=UNIN�

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