直流电机的基本构造如图1-2-4 所示。电枢铁芯是由硅钢片层层叠加而成的,磁轭是硅钢片垒叠制成的轭铁,它均匀对称分布在感应磁场的四周,它的作用是约束感应磁场漏磁向外扩散,提高感应磁场的磁通效率。通过磁轭,可以把通电线圈和永磁体产生的磁力线传到需要的地方,类似电路中导线的作用,从而在需要的地方产生磁场。
图1-2-4 直流电机的基本构造
1—电枢齿1;2—电枢齿2;3—气隙2;4—主磁极2;5—定子轭;6—电枢轭;7—气隙1;8—主磁极1
通电线圈会产生磁场,运用右手定则,右手食指方向为电流方向,右手握住线圈,沿拇指方向产生了向下的磁力线,由于线圈绕在磁极上,磁力线由磁极通过转子的电枢铁芯,再通过磁轭构成了一个闭合的磁力回路。
直流电机由静止的定子和旋转的转子两大部分组成,在定子和转子之间有一定大小的间隙(称气隙)。
1.定子
直流电机定子的作用是产生磁场和作为电机的机械支撑。其主要由机座(底脚)、主磁极、换向极等组成,如图1-2-5 所示。
(1)机座。
机座兼起机械支撑和导磁磁路两个作用。它既用来作为安装电机所有零件的外壳,又是联系各磁极的导磁铁轭。机座通常为铸钢件,也有采用钢板焊接而成的。
(2)主磁极。
图1-2-5 直流电机定子结构
1—电枢齿;2—电枢槽;3—极靴;4—转轴;5—底脚;6—电枢铁芯;7—电枢绕组;8—换向极铁芯;9—换向极绕组;10—定子磁轭;11—励磁绕组;12—主磁极铁芯
主磁极是一个电磁铁,由主磁极铁芯和励磁绕组两部分组成。主磁极铁芯一般用1~1.5 mm厚的薄钢板冲片叠压后再用铆钉铆紧成一个整体。小型电机的励磁绕组用绝缘铜线绕制而成,大中型电机励磁绕组用扁铜线绕制,并进行绝缘处理,然后套在主磁极铁芯外面。整个主磁极用螺钉固定在机座内壁。
(3)换向极。
换向极又称为附加极,它装在两个主磁极之间,用来改善直流电机的换向。换向极由换向极铁芯和换向极绕组构成。换向极铁芯大多用整块钢加工而成。但在整流电源供电的功率较大电机中,为了更好地完善电机换向,换向极铁芯也采用叠片结构。换向极线圈与主极线圈一样也是用圆铜线或扁铜线绕制而成,经绝缘处理后套在换向极铁芯上,最后用螺钉将换向极固定在机座内壁。
(4)电刷装置。
电刷装置的作用是通过电刷与换向器表面的滑动接触,把转动的电枢绕组与外电路相连。电刷装置一般由电刷、电刷盒、刷辫、压簧、电刷座等部分组成,如图1-2-6 所示。电刷一般用石墨粉压制而成。电刷放在电刷盒内,用压簧压紧在换向器上,电刷盒固定在电刷座上,成为一个整体部件。
2.转子(www.xing528.com)
转子又称电枢,主要由换向器、主轴、转子铁芯和转子绕组组成。
(1)换向器。
换向器的作用是机械整流,即在直流电机中,它将外加的直流电逆变成绕组内的交流电流;在直流发电机中,它将绕组内的交流电势整流成电刷两端的直流电势。直流电机电刷换向器的结构如图1-2-7 所示。
图1-2-6 直流电机电刷装置
1—刷辫;2—压簧;3—电刷;4—电刷盒;5—电刷座
图1-2-7 直流电机电刷换向器的结构
1—绝缘套筒;2—换向片;3—绝缘缝隙
换向器由许多换向片组成,换向片间的缝隙用云母片绝缘。换向片凸起的一端称升高片,用以与转子绕组端头相连,换向片下部做成燕尾形,将绝缘套筒、换向片与绝缘缝隙紧固成一个整体,最后将换向器压装在主轴上。
(2)主轴。
主轴的作用是传递转矩,一般用合金钢锻压而成。
(3)转子铁芯。
转子铁芯是电机磁路的一部分,也是承受电磁力作用的部件。转子在磁场中旋转时,在转子铁芯中将产生涡流和磁滞损耗,为了减小这些损耗的影响,转子铁芯通常用0.5 mm 厚的电工钢片叠压而成,转子铁芯固定在主轴上。沿铁芯外圈均匀地分布有槽,在槽内嵌放转子绕组。直线电机转子如图1-2-8所示。
(4)转子绕组。
转子绕组的作用是产生感应电势和感应电流产生电磁转矩,实现机电能量转换。它是直流电机的主要电路部分。转子绕组通常都用圆形或矩形截面的导线绕制而成,再按一定规律嵌放在转子槽内,如图1-2-8 所示,上下层之间以及转子绕组与铁芯之间都要妥善地绝缘。为了防止离心力将绕组甩出槽外,槽口处需要将绕组压紧,伸出槽外的绕组端接部分用无维玻璃丝带绑紧。绕组端头按一定规律嵌放在换向器钢片的升高片槽内,并用锡焊或氩弧焊焊牢。
图1-2-8 直流电机转子
1—主轴;2—转子绕组;3—换向器;4—嵌线槽;5—转子铁芯
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