直流电机结构

学徒

直流电机主要分为定子和转子两大部分。定转子之间存在的间隙称为气隙。
1．定子
定子是电机的静止部分，主要用来产生磁场。它主要包括：
（1）主磁极 主磁极包括铁心和励磁绕组两部分。当励磁绕组中通人直流电流后，铁心中即产生励磁磁通，并在气隙中建立励磁磁场。励磁绕组通常用圆形或矩形的绝缘导线制成一个集中的线圈，套在磁极铁心外面。主磁极铁心一般用1～1.5mm厚的低碳钢板冲片叠压铆接而成，主磁极铁心柱体部分称为极身，靠近气隙一端较宽的部分称为极靴，极靴与极身交接处形成一个突出的肩部，用以支撑住励磁绕组。极靴沿气隙表面成弧形，使磁极下气隙磁通密度分布更合理。整个主磁极用螺杆固定在机座上。
主磁极总是N、S两极成对出现。各主磁极的励磁绕组通常是相互串联连接，连接时要能保证相邻磁极的极性按N、S交替排列。
（2）换向极 换向极也由铁心和绕组构成。中小容量直流电机的换向极铁心是用整块钢制成的，大容量直流电机和换向要求高的电机，换向极铁心用薄钢片叠成，换向极绕组要与电枢绕组串联，因通过的电流大，导线截面较大，匝数较少。换向极装在主磁极之间，换向极的数目一般等于主磁极数，在功率很小的电机中，换向极的数目有时只有主磁极极数的一半，或不装换向极。换向极的作用是改善换向，防止电刷和换向器之间出现过强的火花。
: j+ S& B# I( \  P# c' I（3）电刷装置  电刷装置由电刷，刷握、压紧弹簧和刷杆座等组成。电刷是用碳-石墨等做成的导电块，电刷装在刷握的盒内，用压紧弹簧把它压紧在换向器的表面上。压紧弹簧的压力可以调整，保证电刷与换向器表面有良好的滑动接触，刷握固定在刷杆上，刷杆装在刷杆座上，彼此之间绝缘。刷杆座装在端盖或轴承盖上，根据电流的大小，每一刷杆上可以有几个电刷组成的电刷组，电刷组的数目一般等于主磁极数。电刷的作用是与换向器配合引入、引出电流。
6 ]$ P3 D# M2 d) ~（4）机座和端盖  机座一般用铸钢或厚钢板焊接而成。它用来固定主磁极、换向极及端盖，借助底脚将电机固定于基础上、机座还是磁路的一部分，用以通过磁通的部分称为磁轭，端盖主要起支撑作用，端盖固定于机座上，其上放置轴承，支撑直流电机的转轴，使直流电机能够旋转。
) l0 N) e/ y8 |2 }" |2．转子
" ~$ a' B+ U- M转子是电机的转动部分，转子的主要作用是感应电动势，产生电磁转矩，使机械能变为电能（发电机）或电能变为机械能（电动机）的枢纽。它主要包括：
（1）电枢  电枢又包括铁心和绕组两部分。
①电枢铁心  电枢铁心一般用0.5mm厚的涂有绝缘漆的硅钢片冲片叠成，这样铁心在主磁场中转动时可以减少磁滞和涡流损耗。铁心表面有均匀分布的齿和槽，槽中嵌放电枢绕组。电枢铁心构成磁的通路。电枢铁心固定在转子支架或转轴上。
②电枢绕组  电枢绕组是用绝缘铜线绕制成的线圈按一定规律嵌放到电枢铁心槽中，并与换向器作相应的连接。线圈与铁心之间以及线圈的上下层之间均要妥善绝缘，用槽楔压紧，再用玻璃丝带或钢丝扎紧。电枢绕组是电机的核心部件，电机工作时在其中产生感应电动势和电磁转矩，实现能量的转换。
（2）换向器  换向器的作用是与电刷配合，将直流电动机输入的直流电流转换成电
5 |: o3 O9 ?  M( m. T0 n! `' D枢绕组内的交变电流，或是将直流发电机电枢绕组中的交变电动势转换成输出的直流电压。
换向器是一个由许多燕尾状的梯形铜片间隔云母片绝缘排列而成的圆柱体，每片换向片的一端有高出的部分，上面铣有线槽，供电枢绕组引出端焊接用。所有换向片均放置在与它配合的具有燕尾状槽的金属套简内，然后用V形钢环和螺纹压圈将换向片和套筒紧固成一整体，换向片组与套筒、V形钢环之间均要用云母片绝缘。
（3）转轴  在转轴上安装电枢和换向器。
3．气隙
静止的磁极和旋转的电枢之间的间隙称为气隙。在小容量电机中，气隙为0.5～3mm。气隙数值虽小，但磁阻很大，为电机磁路的主要组成部分。气隙大小对电机运行性能有很大影响。 【MechNet】
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