直流電動機的分類及結構?一、直流電機概述直流電機是電機主要類型之一，一台直流電機即可作為發電機使用，也可作為電動機使用，用做直流發電機可以得到直流電源，而作為直流電動機，下面我們就來說一說關于直流電動機的分類及結構?我們一起去了解并探讨一下這個問題吧!

直流電動機的分類及結構

一、直流電機概述

直流電機是電機主要類型之一，一台直流電機即可作為發電機使用，也可作為電動機使用，用做直流發電機可以得到直流電源，而作為直流電動機

，由于其具有良好的調速性能，在許多調速性能要求較高的場合，仍得到廣泛使用。

二、直流電機用途

1、做電源用：直流發電機，将機械能

轉換為直流電能

2、做動力用：直流電動機，将直流電能轉換為機械能

3、做勵磁機用：一般小于10萬KW即100MW的單機同步發電機要用直流發電機作為勵磁機

三、直流電機的物理模型圖解釋

如圖，固定部分（定子）有磁鐵（稱作主磁極）和電刷，轉動部分（轉子）有環形鐵心和繞在環形鐵心上的繞組。（其中2個小圓圈是為了方便表示該位置上的導體電勢或電流的方向而設置的）

上圖表示一台最簡單的兩極直流電機模型，定子上裝設了一對直流勵磁的靜止的主磁極N和S，轉子上裝設了電樞鐵心。定子與轉子之間有一氣隙。在電樞鐵心上放置了由A和X兩根導體連成的電樞線圈，線圈的首端和末端分别連到兩個圓弧形的銅片（換向片）上。換向片之間互相絕緣，換向片構成的整體稱為換向器

，換向器固定在轉軸上，換向片與轉軸之間亦互相絕緣。在換向片上面放置着一對固定不動的電刷B1和B2，當電樞旋轉時，電樞線圈通過換向片和電刷與外電路接通。

四、直流發電機工作原理

直流發電機的原理圖直流發電機是機械能轉換為直流電能的電氣設備。工作原理就是把電樞線圈中感應産生的交變電動勢，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。在如圖示的磁鐵或者在磁極鐵心上繞套線圈上通過直流電就會在電機定子部分産生磁場。這種線圈每個磁極上有一個，電機有幾個磁極就有幾個勵磁線圈，這幾個線圈串聯（或并聯）起來就構成了勵磁繞組。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。

五、直流電動機的工作原理

對上一頁所示的直流電機，如果去掉原動機，并給兩個電刷加上直流電源，如上圖（a）所示，則有直流電流

從電刷 A 流入，經過線圈abcd，從電刷 B 流出，根據電磁力定律，載流導體ab和cd收到電磁力的作用，其方向可由左手定則判定，兩段導體受到的力形成了一個轉矩，使得轉子逆時針轉動。如果轉子轉到如上圖（b）所示的位置，電刷 A 和換向片2接觸，電刷 B 和換向片1接觸，直流電流從電刷 A 流入，在線圈中的流動方向是dcba，從電刷 B 流出。

此時載流導體ab和cd受到電磁力的作用方向同樣可由左手定則判定，它們産生的轉矩仍然使得轉子逆時針轉動。這就是直流電動機的工作原理。外加的電源是直流的，但由于電刷和換向片的作用，在線圈中流過的電流是交流的，其産生的轉矩的方向卻是不變的。

使用中的直流電動機轉子上的繞組也不是由一個線圈構成，同樣是由多個線圈連接而成，以減少電動機電磁轉矩的波動，繞組形式同發電機。

将直流電動機的工作原理歸結如下：1、将直流電源通過電刷接通電樞繞組，使電樞導體有電流流過。2、電機内部有磁場存在。3、載流的轉子（即電樞

）導體将受到電磁力 f 的作用 f=Blia （左手定則）；4、所有導體産生的電磁力作用于轉子，使轉子以n（轉/分）旋轉，以便拖動機械負載。

總結

1、所有的直流電機的電樞繞組總是自成閉路

2、電樞繞組的支路數（2a）永遠是成對出線，真由于磁極數（2p）是一個偶數（a-支路對數，p-極對數）

3、為了得到最大的直流電勢

，電刷總是與位于幾何中線上的導體相接觸

六、直流電機的結構

上圖是一台國産直流電機的結構裝配圖和結構剖面圖。旋轉電機都是由定子和轉子兩大部分組成，每一部分也都由電磁部分和機械部分組成，以便滿足電磁作用的條件。換向極用來改善換向。

旋轉電機包括定子（電磁部分，機械部分）和轉子（機械部分，電磁部分 ）

定子包含主磁極（勵磁繞組 主極鐵心）、換向極（繞組和鐵心）、機座、端蓋、電刷裝置，具體作用如下：

主磁極：主磁極作用是建立主磁場，絕大多數直流電機的主磁極不是用永久磁鐵而是有勵磁繞組通以直流電流來建立磁場。主磁極由主磁極鐵心和套裝在鐵心上的勵磁繞組構成，主磁鐵鐵心靠近轉子一端的擴大的部分稱為極靴，它的作用是使氣隙磁阻減小，改善主磁極磁場分布，并使勵磁繞組容易固定，為了減少轉子轉動時由于齒槽移動引起的鐵耗，主磁極鐵心采用1~1.5mm的低碳鋼闆沖壓一定形狀疊裝固定而成。主磁極上裝有勵磁繞組，整個主磁極用螺杆固定在機座上。主磁極的個數一定是偶數，勵磁繞組的連接必須使得相鄰主磁極的極性按N/S極交替出現。

機座：機座有兩個作用，一是作為主磁極的一部分，二是作為電機的結構框架。機座中作為磁通通路部分稱為磁轭。機座一般用厚鋼闆彎成筒形以後焊成，或者用鑄鋼件（小型機座用鑄鐵件）制成。機座的兩端裝有端蓋。

換向極：換向極是安裝在兩相鄰主磁極之間的一個小磁極，它的作用是改善直流電機的換向情況，使電機運行時不産生有害的火花。換向極結構和主磁極類似，是有換向極鐵心和套在鐵心上的換向極繞組構成，并用螺杆固定在機座上。換向極的個數一般與主磁極的極數相等，在功率很小的直流電機中，也有不裝換向極的。換向極繞組在使用中是和電樞繞組相串聯的，要流過較大的電流。因此和主磁極的串勵繞組一樣，導線有較大的截面。

端蓋：端蓋裝在機座兩端并通過端蓋中的軸承支撐轉子，将定轉子連為一體。同時端蓋對電機内部還起防護作用。

電刷裝置：電刷裝置是電樞電路的引出（或引入）裝置，它由電刷、刷握、刷杆和連線等部分組成，如圖所示，電刷是石墨或金屬石墨組成的導電塊，放在刷握内用彈簧以一定的壓力按放在換向器的表面，旋轉時與換向器表面形成滑動接觸。刷握用螺釘夾緊在刷杆上。每一刷杆上的一排電刷組成一個電刷組，同極性的各刷杆用連線連在一起，再引到出線盒。刷杆裝在可移動的刷杆座上，以便調整電刷的位置。

轉子包含電樞繞組、電樞鐵心、換向器、轉軸、軸承、風扇，具體情況如下：

電樞鐵心：電樞鐵心即是主磁路的組成部分，又是電樞繞組支撐部分；電樞繞組就嵌放在電樞鐵心的槽内。為減少電樞鐵心内的渦流損耗，鐵心一般用厚0.5mm且沖有齒、槽的型号一般為DR530或DR510的矽鋼片疊壓夾緊而成，如左圖所示。小型電機的電樞鐵心沖片直接壓裝在軸上，大型電機的電樞鐵心沖片先壓裝在轉子支架上，然後再将支架固定在軸上。為改善通風，沖片可沿軸向分成幾段，以構成徑向通風道。

電樞繞組：電樞繞組由一定數目的電樞線圈按一定規律連接組成，他是直流電機的電路部分，也是感生電動勢，産生電磁轉矩進行機電能量轉換的部分。轉圈用絕緣的圓形或矩形截面的導線繞成，分上下兩層嵌放在電樞鐵心槽内，上下層以及線圈與電樞鐵心之間都要妥善地絕緣，并用槽楔壓緊。大型電機電樞繞組的端部通常紮在繞組支架上。

換向器：換向器是直流電機的關鍵部件之一，換向器由許多具有鴿尾行的換向片排成一個圓筒，其間用雲母片絕緣，兩端再用兩個V形環夾緊二構成，如圖3-10所示。每個電樞線圈首端與尾端的引線，分别焊入相應換向片的升高片内。小型電機常用塑料換向器，這種換向器用換向片排成圓筒，再用塑料通過熱壓制成。

七、直流電機優點

1、直流發電機的電勢波形較好，對電磁幹擾的影響小

2、直流電動機的調速範圍寬廣，調速特性平滑

3、直流電動過載能力較強，熱動和制動轉矩較大

八、直流電機缺點

由于存在換向器，其制造複雜，價格較高。

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