1、直流電機的用途

把機械能轉變為直流電能的電機是直流發電機;反之，把直流電能轉變為機械能的電機是直流電機。

在電機的發展史上，直流電機發明得較早，它的電源是電池，後來才出現了交流電機。當發明了三相交流電以後，交流電機得到迅速的發展。但是，迄今為止，工業領域裡仍有使用直流電機的，這是由于直流電機具有以下突出的優點。

①調速範圍廣，易于平滑調速。

②啟動、制動和過載轉矩大。

③易于控制，可靠性較高。

直流電機多用于對調速要求較高的生産機械上，如軋鋼機、電車、電氣鐵道牽引、挖掘

機械、紡織機械等。

直流發電機可用來作為直流電機以及交流發電機的勵磁直流電源。

直流電機的主要缺點是換向問題，它限制了直流電機的極限容量，又增加了維護的工作量。為了克服這個缺點，許多人研究交流電機的調速，取得了一定的效果， 在某些調速場合可以代替直流電機。但是，由于利用了可控矽整流電源，使直流電機的應用增加了一個有利因素。目前，使用直流電機的場合也很多。

2、直流電機的結構

直流電機的結構形式是多種多樣的，圖2- I為國産Z2系列直流電機的剖面圖。由圖可見，直流電機的所有部件可以分為固定的和轉動的兩大部分。固定不動部分稱為定子，轉動部分稱為轉子。定子與轉子之間因有相對運動，故留有一定的空 氣隙，-般小型電機的氣隙為0.7~5 mm,大型電機為5 ~ 10 mm。

1. 定子部分

直流電機定子主要作用是産生主磁場和作為機械的支撐。定子包括機座、主磁極、換向磁極、端蓋和軸承等。電刷裝置也固定在定子上。

(1)機座

機座有兩方面的作用:一方面起導磁作用，作為電機磁路的一部分;另一方面起支撐作用，用來安裝主磁極、換向磁極，并通過端蓋支撐轉子部分。機座一-般用導磁性能較好的鑄鋼件或鋼闆焊成，也可直接用無縫鋼管加工而成。

(2)主磁極

主磁極用來産生電機工作的主磁場，它由主磁極鐵心和勵磁繞組組成，如圖2-2所示。主磁極鐵心為電機磁路的一部分，為了減少渦流損耗，一般采用厚1 ~1.5 mm的鋼闆沖制後疊裝制成。用鉚釘鉚緊成為一個整體。

目前，常采用晶閘管整流電源作為直流電機的直流電源晶閘管整流電源般是通過單相或三相交流電整流獲得它輸出的電壓、電流并不是純直流,還含有一定的交流諧波，這就給直流電機帶來了換向困難、損耗增加、噪聲、振動等問題。為I減少交流諧波在主磁極和機座中造成的渦流損耗，采用厚0.5tm的表面有絕緣層的矽鋼片制作主磁極和定子磁轭，Z4系列直流電機就是這樣設計的。

主磁極繞組的作用是通人直流電産生勵磁磁場，小型電機用電磁線繞制，大中型電機則用扁銅線繞制。繞組經絕緣處理後，套在主磁極鐵心上，整個主磁極再用螺栓緊固在機座上。

(3)換向磁極.

換向磁極是位于兩個主磁極之間的小磁極，又稱為附加磁極。其作用是産生換向磁場，改善電機的換向。它由換向磁極鐵心和換向磁極繞組組成。換向磁極鐵心般用整塊鋼或鋼闆制成。在大型電機和用晶閘管供電的功率較大的電機中，為了能更好地改善電機的換向，換向磁極鐵心也采用矽鋼片疊片結構。換向磁極繞組和主磁極繞組一樣制作,套裝在換向磁極鐵心上,最後固定在機座上。換向磁極繞組應當與電樞繞組串聯,而且極性不能接反。小型直流電機換向不困難，- 般不用換向磁極。

(4)電刷裝置

電刷裝置的作用是通過電刷與換向器的滑動接觸,把電樞繞組中的電動勢(或電流)引到外電路，或把外電路的電壓、電流引入電樞繞組。電刷裝置由電刷、刷握:刷杆、刷杆座和壓力彈簧等組成，如圖2-3所示。

電刷要有較好的導電性和耐磨性，一般用石墨粉壓制而成，電刷放在刷握中的刷盒内，利用壓力彈簧把電刷壓在換向器上，刷握固定在刷杆上，借銅絲辮把電流從電刷引到刷杆上，再由導線接到接線盒中的端子上。通常，刷杆是用絕緣材料制作的，刷杆固定在刷杆座上，成為一個相互絕緣的整體部件。

2.轉子

轉子通稱電樞，它是産生感應電動勢、電流、電磁轉矩，實現能量轉換的部件。它由電樞鐵心、電樞繞組、換向器、風扇和軸等組成，如圖2 -4所示。

(1)電樞鐵心

電樞鐵心是直流電機主磁路的一部分， 在鐵心槽中嵌放電樞繞組。電樞轉動時，鐵心中的磁通方向不斷變化，會産生渦流和磁滞損耗。為了減少損耗，電樞鐵心一般采用厚O.5 mm的表面有絕緣層的矽鋼片疊壓而成。圖2-4中的4是鐵心沖片，鐵心外圓均勻地分布着嵌放電樞繞組的槽，軸向有軸孔和通風孔。

(2)電樞繞組

電樞繞組的作用是通過電流産生感生電動勢和電磁轉矩實現能量轉換。電樞繞組通常用圓形或矩形截面的絕緣導線繞制而成，再按一定的規律嵌放在電樞鐵心槽内，利用絕緣材料進行電樞繞組和鐵心之間的絕緣處理。并對繞組采取緊固措施，以防旋轉時被離心力抛出。

(3) 換向器

換向器的作用是将電樞中的交流電動勢和電流轉換成電刷間的直流電動勢和電流，從而保證所有導體上産生的轉矩方向一緻。換向器結構如圖2-5所示。

換向器由許多特殊形狀的梯形銅片和起絕緣作用的雲母片一片隔一片地疊成圓筒形，凸起的一端稱為升高片，用來與電樞繞組端頭相連;下面有燕尾槽，利用換向器套筒、V形壓圈及螺旋壓圈将換向片及雲母片緊固成-一個整體;在換向片與套簡、壓圈之間用V形雲母環絕緣，最後将換向器壓在轉軸上，這種屬于裝配式。在中、小型直流電機中常用的一種是整體式，它把銅片熱壓在塑料基體上，成為一個整體。

(4)轉軸

轉軸的作用是用來傳遞轉矩，為了使電機能可靠地運行，轉軸一般用合金鋼鍛壓加工而成。

(5)風扇

風扇的作用主要是散熱，降低電機溫度！

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