直流电机的基本结构

直流电动机和直流发电机的结构基本一样。直流电机由静止的定子和转动的转子两大部分组成，在定子和转子之间存在一个间隙，称为气隙。定子的作用是产生磁场和支撑电机，它主要包括主磁极、换向磁极、机座、电刷装置、端盖等。转子的作用是产生感应电动势和电磁转矩，实现机电能量的转换，通常也被称为电枢。它主要包括电枢铁芯、电枢绕组、换向器、转轴、风扇等。直流电机的结构如图1-5所示。

图1-5　直流电机的结构

1—前端盖；2—风扇；3—定子；4—转子；5—电刷及刷架；6—后端盖。

1.主磁极

主磁极的作用是产生主磁通，它由铁芯和励磁绕组组成，如图1-6所示。铁芯一般用1～1.5 mm的低碳钢片叠压而成，小电机也有用整块铸钢磁极的。主磁极上的励磁绕组是用绝缘铜线绕制而成的集中绕组，与铁芯绝缘，各主磁极上的线圈一般是串联起来的。主磁极总是成对的，并按N极和S极交替排列。

2.换向磁极

换向磁极的作用是产生附加磁场，用以改善电机的换向性能。通常铁芯由整块钢做成，换向磁极的绕组应与电枢绕组串联。换向磁极装在两个主磁极之间，如图1-7所示。换向磁极极性在作为发电机运行时，应与电枢导体将要进入的主磁极极性相同；在作为电动机运行时，则应与电枢导体刚离开的主磁极极性相同。

图1-6　直流电机的主磁极

图1-7　换向磁极的位置

3.机座

机座一方面用来固定主磁极、换向磁极和端盖等，另一方面作为电机磁路的一部分（称为磁轭）。机座一般用铸钢或钢板焊接制成。

4.电刷装置

在直流电机中，为了使电枢绕组和外电路连接起来，必须装设固定的电刷装置，它是由电刷、刷握和刷杆座组成的，如图1-8所示。电刷是用石墨等做成的导电块，放在刷握内，用弹簧压指将它压触在换向器上。刷握用螺钉夹紧在刷杆上，用铜绞线将电刷和刷杆连接，刷杆装在刷杆座上，彼此绝缘，刷杆座装在端盖上。(www.xing528.com)

5.电枢铁芯

电枢铁芯的作用是通过磁通和安放电枢绕组。当电枢在磁场中旋转时，铁芯将产生涡流和磁滞损耗。为了减少损耗，提高效率，电枢铁芯一般用硅钢片冲叠而成。电枢铁芯具有轴向通风孔，如图1-9所示。铁芯外圆周上均匀分布着槽，用以嵌放电枢绕组。

图1-8　电刷装置

1—铜铰线；2—弹簧压指；3—电刷；4—刷握。

图1-9　电枢铁芯

1—槽；2—轴向通风孔。

6.电枢绕组

电枢绕组的作用是产生感应电动势和通过电流产生电磁转矩，实现机电能量转换。绕组通常用漆包线绕制而成，嵌入电枢铁芯槽内，并按一定的规则连接起来。为了防止电枢旋转时产生的离心力使绕组飞出，绕组嵌入槽内后，用槽楔压紧；线圈伸出槽外的端接部分用无纬玻璃丝带扎紧。

7.换向器

换向器的结构如图1-10所示，它由许多带有鸽尾形的换向片叠成一个圆筒，片与片之间用云母片绝缘，借V形套筒和螺纹压圈拧紧成一个整体。每个换向片与绕组每个元件的引出线焊接在一起，其作用是将直流电机输入的直流电流转换成电枢绕组内的交变电流，进而产生恒定方向的电磁转矩，使电机连续运转。

图1-10　换向器的结构

1—V形套筒；2—云母片；3—换向片；4—连接片。