直流电机定子的构造和原理

机座有两个作用，既作为电机的结构框架，也构成主磁路的一部分。机座中作为磁路的部分称为磁轭。机座一般用铸铁件或铸钢件铸成，还可以用厚钢板弯成圆桶形后焊接而成。机座的两端有端盖。中小型电机前后端盖都装有轴承，用于支承转轴。大型电机则采用座式滑动轴承。定子机座和定子端盖如图3-5和图3-6所示。

图3-5 定子机座

图3-6 定子端盖

主磁极用来产生主磁场，使电枢绕组感应电动势。它由铁心和励磁绕组组成。铁心用低碳钢板或硅钢片叠压而成，主磁极N、S交替布置，均匀分布并用螺钉固定在机座上。主磁极由极身和极靴构成，极靴的作用是调整和优化定转子气隙中的磁场，减少磁场转换过程出现的转矩和转速脉动。主磁极及其结构图分别如图3-7和图3-8所示。

图3-7 主磁极

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图3-8 主磁极结构图

换向极是产生换向磁场以改善直流电机换向的器件，也称附加极。换向极由铁心和套在铁心上的换向极绕组组成。铁心常用整块钢或厚钢板制成，换向极绕组常用较大截面积的扁铜线绕制而成。匝数不多的换向极绕组与电枢绕组串联。换向极能减小电机运行时电刷与换向器之间可能产生的换向火花。换向极的极数一般与主磁极的极数相同。换向极与电枢之间的气隙可以适当调整。主磁极与换向极交替排列的关系：在直流电动机中，顺着电机的旋转方向，每个主磁极后边是极性相同的换向极。换向极结构图如图3-9所示。

电刷装置的作用是使转动部分的电枢绕组与外电路接通，将直流电压、电流引出或引入电枢绕组。它与换向器相配合，起整流或逆变器的作用。电刷装置由电刷、刷握、刷杆和弹簧压板等零件组成，如图3-10所示。电刷一般采用石墨和铜粉压制焙烧而成，它放置在刷握中，由弹簧将其压在换向器的表面上，电刷杆数一般等于主磁极的数目。

图3-9 换向极结构图

图3-10 电刷装置结构图

在大容量或工作繁重的直流电机中，在主极靴上专门设置一些均匀分布的线槽，线槽内嵌放被称之为补偿绕组的电磁绕组。补偿绕组与电枢绕组串联，因此补偿绕组的磁动势与电枢电流成正比，并且补偿绕组的连接方式使其磁动势方向和电枢相反，以保证在任何负载情况下随时能抵消电枢磁动势，从而减少了由电枢反应引起气隙磁场的畸变。