老師傅來解惑,詳解直流電動機結構及工作原理!
一.直流電動機的結構:
直流電動機主要由磁極、電樞、換向器三部分組成,其結構如圖1所示。
(1)磁極。磁極是電動機中產生磁場的裝置,如圖2所示。它分成極心1和極掌2兩部分。極心上放置勵磁繞組,極掌的作用是使電動機空氣隙中磁感應強度的分布最為合適,并用來擋住勵磁繞組;磁極是用鋼片疊成的,固定在機座上;機座也是磁路的一部分。機座常用鑄鋼制成。直流電動機的磁極及磁路:1-極心 2-極掌 3-勵磁繞組 4-機座
(2)電樞。電樞是電動機中產生感應電動勢的部分。直流電動機的電樞是旋轉的,電樞鐵心呈圓柱狀,由硅鋼片疊成,表面沖有槽,槽中放有電樞繞組,如圖3所示。
(3)換向器。換向器是直流電動機的一種特殊裝置,其外形如圖4所示,主要由許多換向片組成,每兩個相鄰的換向片中間是絕緣片。在換向器的表面用彈簧壓著固定的電刷,使轉動的電樞繞組得以同外電路聯接。換向器是直流電動機的結構特征,易于識別。
二.直流電動機的工作原理
5是直流電動機的示意圖。若在A、B之間外加一個直流電壓,A接電源正極,B接負極,則線圈中有電流流過。當線圈處于圖5所示位置時,有效邊ab在N極下,cd在S極上,兩邊中的電流方向為a→b,c→d。由安培定律可知,ab邊和cd邊所受的電磁力為:F=BLI
式中,I為導線中的電流,單位為安(A)。根據左手定則知,兩個F的方向相反,如圖5所示,形成電磁轉矩,驅使線圈逆時針方向旋轉。當線圈轉過180°時,cd邊處于N極下,ab邊處于S極上。由于換向器的作用,使兩有效邊中電流的方向與原來相反,變為d→c、b→a,這就使得兩極面下的有效邊中電流的方面保持不變,因而其受力方向,電磁轉矩方向都不變。
由此可見,正是由于直流電動機采用了換向器結構,使電樞線圈中受到的電磁轉矩保持不變,在這個電磁轉矩作用下使電樞按逆時針方向旋轉。這時電動機可作為原動機帶動生產機械旋轉,即由電動機向機械負載輸出機械功率。
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