一、直流电机的工作原理
1、直流电动机的工作原理:
在图中,线圈连着换向片,换向片固定于转轴上,随电机轴一起旋转,换向片之间及换向片与转轴之间均互相绝缘,它们构成的整体称为换向器。电刷A、B在空间上固定不动。
在电机的两电刷端加上直流电压,由于电刷和换向器的作用将电能引入电枢线圈中,并保证了同一个极下线圈边中的电流始终是一个方向,继而保证了该极下线圈边所受的电磁力方向不变,保证了电动机能连续地旋转,以实现将电能转换成机械能以拖动生产机械,这就是直流电动机的工作原理。注意:每个线圈边中的电流方向是交变的。
2、直流发电机的工作原理:
如图,当用原动机拖动电枢逆时针方向旋转,线圈边将切割磁力线感应出电势,电势方向可据右手定则确定。由于电枢连续旋转,线圈边ab、cd将交替地切割N极、S极下的磁力线,每个线圈边和整个线圈中的感应电动势的方向是交变的,线圈内的感应电动势是交变电动势,但由于电刷和换向器的作用,使流过负载的电流是单方向的直流电流,这一直流电流一般是脉动的。
在图中,电刷A所引出的电动势始终是切割N极磁力线的线圈边中的电动势,它始终具有正极性;电刷B始终具有负极性。这就是直流发电机的工作原理。
3、电机理论的可逆性原理:
从基本电磁过程看,一台直流电机既可作为电动机运行,也可作为发电机运行,只是外界条件不同而已。
当外加直流电压,可作为拖动生产机械的电动机运行,将电能变换为机械能。
若用原动机拖动电枢旋转,可输出电能,为发电机运行,将机械能变换为电能。
二、直流电机的结构:
电机要实现机电能量变换,电路和磁路之间必须有相对运动。所以旋转电机具备静止的和旋转的两大部分。静止和旋转部分之间有一定大小的间隙,称为气隙。
静止的部分称为定子,作用是产生磁场和作为电机的机械支撑。包括主磁极、换向极、机座、端盖、轴承、电刷装置等。
旋转部分称为转子或电枢,作用是感应电势实现能量转换。包括电枢铁心,电枢绕组,换向器、轴和风扇等。
(一)、定子部分:
1、主磁极:也称为主极。作用是产生气隙磁场。
2、换向极:也称为附加极或间极。作用是改善换向。装在主极之间。
3、机座:由铸钢或厚钢板焊成。是电机的机械支撑。
4、电刷装置:将直流电压、电流引入或引出的装置。其组数与主极极数相等。
(二)、转子部分:
1、电枢铁心:主磁路的主要部分及嵌放电枢绕组, 由硅钢片迭压而成。
2、电枢绕组:由许多按一定规律联接的线圈组成。 用来感应电动势和通过电流,是电路的主要部分。
3、换向器:由许多彼此绝缘的换向片构成。
三、直流电机按励磁方式分类:
可按结构、用途、容量大小等分类
。在此,据励磁电路与电枢电路的联接关系分类更有意义。
1、他励直流电机:
励磁回路的电流由外电源供给,与电枢回路没有电的联系。
2、并励直流电机:
励磁回路与电枢回路是并联的。励磁回路两端的电压就是电枢回路两端的电压。
3、串励直流电机:
励磁回路与电枢回路是串联的。励磁回路的电流与电枢回路的电流相等。
4、复励直流电机:
主极有两个励磁绕组,其一与电枢绕组并联,另一个和电枢绕组串联。