直流電機的工作原理及結構

www.guilinhy.com 來源：互聯網作者：libiao 類別：汽車電器維修時間：2007-07-08

直流電機工作原理和結構

一、直流電機工作原理

* 直流發電機的工作原理

* 直流電動機的工作原理

* 電機的可逆運行原理

兩個定理與兩個定則

1、電磁感應定理在磁場中運動的導體將會感應電勢，若磁場、導體和導體的運動方向三者互相垂直，則作用導體中感應的電勢大小為： e = B·l·v

符號物理量單位

B 磁場的磁感應強度 Wb/m2

v 導體運動速度米/秒

l 導體有效長度 m

e 感應電勢 V

電勢的方向用右手定則

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

符號物理量單位

i 導體中的電流 A

l 導體有效長度 m

f 電磁力 N

力的方向用左手定則

（一）直流發電機的工作原理

1.直流發電機的原理模型

2.發電機工作原理

a、直流電勢產生

用電動機拖動電樞使之逆時針方向恒速轉動，線圈邊 a b 和 c d 分別切割不同極性磁極下的磁力線，感應產生電動勢

直流發電機的工作原理就是把電樞線圈中感應產生的交變電動勢，靠換向器配合電刷的換向作用，使之從電刷端引出時變為直流電動勢

因為電刷 A 通過換向片所引出的電動勢始終是切割N 極磁力線的線圈邊中的電動勢。所以電刷 A 始終有正極性，同樣道理，電刷 B 始終有負極性。所以電刷端能引出方向不變但大小變化的脈動電動勢

b、結論

線圈內的感應電動勢是一種交變電動勢，而在電刷 A B 端的電動勢卻是直流電動勢。

（二）直流電動機的工作原理

1.直流電動機的原理模型（圖1.1.5）

直流電動機的工作原理

要使電樞受到一個方向不變的電磁轉矩，關鍵在于：當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地加以變換，即進行所謂“換向”。為此必須增添一個叫做換向器的裝置，換向器配合電刷可保證每個極下線圈邊中電流始終是一個方向，就可以使電動機能連續的旋轉,這就是直流電動機的工作原理

（三）電機的可逆運行原理

從上述基本電磁情況來看：一臺直流電機原則上既可以作為電動機運行,也可以作為發電機運行,這種原理在電機理論中稱為可逆原理

二、直流電機的結構

旋轉電機結構形式 , 必須有滿足電磁和機械兩方面要求的結構

旋轉電機必須具備靜止和轉動兩大部分

1.直流電機靜止部分稱作定子

作用 -- 產生磁場

由主磁極、換向極、機座和電刷裝置等組成

2.直流電機轉動部分稱作轉子(通常稱作電樞)

作用 -- 產生電磁轉矩和感應電動勢

由電樞鐵心和電樞繞組、換向器、軸和風扇等組成

直流電機電樞照片

(一) 直流電機的靜止部分

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

圖1.1.11 主磁極和換向極示意圖

3.機座機座通常由鑄鐵或厚鐵板焊成，有兩個作用：

固定主磁極、換向極和端蓋；

作為磁路的一部分。機座中有磁通經過的部分稱為磁軛

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) 直流電機的轉動部分

1.電樞鐵心兩個用處：[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

直流電機的主要電路部分，用以通過電流和感應產生電動勢以實現機電能量轉換，由許多按一定規律聯接的線圈組成，元件及嵌放方法（圖1.1.16）

3.換向器

直流電機的重要部件，作用---將電刷上所通過的直流電流轉換為繞組內的交變電流或將繞組內的交變電動勢轉換為電刷端上的直流電動勢

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