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直流電機(jī)的工作原理及結(jié)構(gòu)

hzjheng.cn 來源：互聯(lián)網(wǎng) 作者：libiao 類別：汽車電器維修時(shí)間：2007-07-08

直流電機(jī)工作原理和結(jié)構(gòu)

一、直流電機(jī)工作原理

* 直流發(fā)電機(jī)的工作原理

* 直流電動(dòng)機(jī)的工作原理

* 電機(jī)的可逆運(yùn)行原理

兩個(gè)定理與兩個(gè)定則

1、電磁感應(yīng)定理在磁場中運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體將會(huì)感應(yīng)電勢，若磁場、導(dǎo)體和導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向三者互相垂直，則作用導(dǎo)體中感應(yīng)的電勢大小為： e = B·l·v

符號(hào) 物理量單位

B 磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度 Wb/m2

v 導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)速度米/秒

l 導(dǎo)體有效長度 m

e 感應(yīng)電勢 V

電勢的方向用右手定則

2.電磁力定律載流導(dǎo)體在磁場中將會(huì)受到力的作用，若磁場與載流導(dǎo)體互相垂直 (見下圖)，作用在導(dǎo)體上的電磁力大小為：f = B·l·i

符號(hào) 物理量單位

i 導(dǎo)體中的電流 A

l 導(dǎo)體有效長度 m

f 電磁力 N

力的方向用左手定則

（一）直流發(fā)電機(jī)的工作原理

1.直流發(fā)電機(jī)的原理模型

2.發(fā)電機(jī)工作原理

a、直流電勢產(chǎn)生

用電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)電樞使之逆時(shí)針方向恒速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈邊 a b 和 c d 分別切割不同極性磁極下的磁力線，感應(yīng)產(chǎn)生電動(dòng)勢

直流發(fā)電機(jī)的工作原理就是把電樞線圈中感應(yīng)產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢，靠換向器配合電刷的換向作用，使之從電刷端引出時(shí)變?yōu)橹绷麟妱?dòng)勢

因?yàn)殡娝?A 通過換向片所引出的電動(dòng)勢始終是切割N 極磁力線的線圈邊中的電動(dòng)勢。所以電刷 A 始終有正極性，同樣道理，電刷 B 始終有負(fù)極性。所以電刷端能引出方向不變但大小變化的脈動(dòng)電動(dòng)勢

b、結(jié)論

線圈內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢是一種交變電動(dòng)勢，而在電刷 A B 端的電動(dòng)勢卻是直流電動(dòng)勢。

（二）直流電動(dòng)機(jī)的工作原理

1.直流電動(dòng)機(jī)的原理模型（圖1.1.5）

直流電動(dòng)機(jī)的工作原理

要使電樞受到一個(gè)方向不變的電磁轉(zhuǎn)矩，關(guān)鍵在于：當(dāng)線圈邊在不同極性的磁極下，如何將流過線圈中的電流方向及時(shí)地加以變換，即進(jìn)行所謂“換向”。為此必須增添一個(gè)叫做換向器的裝置，換向器配合電刷可保證每個(gè)極下線圈邊中電流始終是一個(gè)方向，就可以使電動(dòng)機(jī)能連續(xù)的旋轉(zhuǎn),這就是直流電動(dòng)機(jī)的工作原理

（三）電機(jī)的可逆運(yùn)行原理

從上述基本電磁情況來看：一臺(tái)直流電機(jī)原則上既可以作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行,也可以作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行,這種原理在電機(jī)理論中稱為可逆原理

二、直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)

旋轉(zhuǎn)電機(jī)結(jié)構(gòu)形式 , 必須有滿足電磁和機(jī)械兩方面要求的結(jié)構(gòu)

旋轉(zhuǎn)電機(jī)必須具備靜止和轉(zhuǎn)動(dòng)兩大部分

1.直流電機(jī)靜止部分稱作定子

作用 -- 產(chǎn)生磁場

由主磁極、換向極、機(jī)座和電刷裝置等組成

2.直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部分稱作轉(zhuǎn)子(通常稱作電樞)

作用 -- 產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩和感應(yīng)電動(dòng)勢

由電樞鐵心和電樞繞組、換向器、軸和風(fēng)扇等組成

直流電機(jī)電樞照片

(一) 直流電機(jī)的靜止部分

1.主磁極是一種電磁鐵，用 1-1.5 毫米厚的鋼板沖片疊壓緊固而成的鐵心

2.換向極（又稱附加極或間極）

作用 -- 改善換向

換向極裝在兩主磁極之間，也是由鐵心和繞組構(gòu)成

鐵心一般用整塊鋼或鋼板加工而成；換向極繞組與電樞繞組串聯(lián)

圖1.1.11 主磁極和換向極示意圖

3.機(jī)座機(jī)座通常由鑄鐵或厚鐵板焊成，有兩個(gè)作用：

固定主磁極、換向極和端蓋；

作為磁路的一部分。機(jī)座中有磁通經(jīng)過的部分稱為磁軛

4.電刷裝置 (圖1.1.12)

作用--把直流電壓、直流電流引入或引出

由電刷（圖1.1.13）、刷握、刷桿座和銅絲辮組成

二) 直流電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)部分

1.電樞鐵心兩個(gè)用處：[電樞鐵心裝配圖（圖1.1.14 ）]

作為主磁路的主要部分；

嵌放電樞繞組，通常用０.５ｍｍ厚的硅鋼片沖片疊壓而成

2.電樞繞組

直流電機(jī)的主要電路部分，用以通過電流和感應(yīng)產(chǎn)生電動(dòng)勢以實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換，由許多按一定規(guī)律聯(lián)接的線圈組成，元件及嵌放方法（圖1.1.16）

3.換向器

直流電機(jī)的重要部件，作用---將電刷上所通過的直流電流轉(zhuǎn)換為繞組內(nèi)的交變電流或?qū)⒗@組內(nèi)的交變電動(dòng)勢轉(zhuǎn)換為電刷端上的直流電動(dòng)勢

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