[論文]直流電機的原理

1、直流電動機直流電動機是依靠直流工作電壓運行的電動機，廣泛應(yīng)用于收錄機、錄像機、 影碟機、電動剃須刀、電吹風(fēng)、電子表動玩具等。1 ?電磁式直流電動機 電磁式直流電動機由定子磁極、轉(zhuǎn)子（電樞）、換向器（俗 稱整流子）、電刷、機殼、軸承等構(gòu)成，電磁式直流電動機的定了磁極（主磁極）由鐵心和勵磁繞組構(gòu)成。根據(jù)其勵磁（【口 標(biāo)準稱為激磁）方式的不同乂可分為串勵直流電動機、并勵直流電動機、他勵直 流電動機和復(fù)勵直流電動機。因勵磁方式不同，定子磁極磁

2、通（由定了磁極的勵 磁線圈通電后產(chǎn)牛）的規(guī)律也不同。串勵直流電動機的勵磁繞組與轉(zhuǎn)子繞組之間通過電刷和換向器相串聯(lián)，勵磁電 流與電樞電流成止比，定子的磁通量隨著勵磁電流的增大而增大，轉(zhuǎn)矩近似與電 樞電流的平方成正比，轉(zhuǎn)速隨轉(zhuǎn)矩或電流的增加而迅速下降。其起動轉(zhuǎn)矩可達額 定轉(zhuǎn)矩的5倍以上，短吋間過載轉(zhuǎn)矩可達額定轉(zhuǎn)矩的4倍以丄，轉(zhuǎn)速變化率較 大，空載轉(zhuǎn)速甚高（一般不允許其在空載下運行）。可通過用外用電阻器與串勵繞 組串聯(lián)（或并聯(lián)）、或?qū)⒋畡罾@紐

3、并聯(lián)換接來實現(xiàn)調(diào)速。并勵直流電動機的勵磁繞組與轉(zhuǎn)了繞組相并聯(lián)，其勵磁電流較恒定，起動轉(zhuǎn)矩 與電樞電流成止比，起動電流約為額定電流的2.5倍左右。轉(zhuǎn)速則隨電流及轉(zhuǎn)矩 的增大而略有下降，短吋過載轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的1.5倍。轉(zhuǎn)速變化率較小，為 5%~45%?？赏ㄟ^消弱磁場的恒功率來調(diào)速。他勵直流電動機的勵磁繞組接到獨立的勵磁電源供電，其勵磁電流也較恒定， 起動轉(zhuǎn)矩與電樞電流成止比。轉(zhuǎn)速變化也為5%-15%0可以通過消弱磁場恒功 率來提高轉(zhuǎn)速或通

4、過降低轉(zhuǎn)子繞組的電壓來使轉(zhuǎn)速降低。復(fù)勵直流電動機的定子磁極丄除有并勵繞組外，還裝有與轉(zhuǎn)子繞組串聯(lián)的串勵 繞組（其匝數(shù)較少）。串聯(lián)繞組產(chǎn)牛磁通的方向與主繞組的磁通方向相同，起動轉(zhuǎn) 矩約為額定轉(zhuǎn)矩的4倍左右，短吋間過載轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的3.5倍左右。轉(zhuǎn)速變 化率為25%~30%（與串聯(lián)繞組有關(guān)）。轉(zhuǎn)速可通過消弱磁場強度來調(diào)整。換向器的換向片使用銀銅、鎘銅等合金材料，用高強度燃料模壓成。電刷與換向器滑動接觸，為轉(zhuǎn)子繞組提供電樞電流。電磁式直流電

5、動機的電刷 一般采 用金屬石墨電刷或電化石墨電刷。轉(zhuǎn)子的鐵心采用硅鋼片疊壓而成，一般為12槽，內(nèi)嵌12組電樞繞組，各繞 組間串聯(lián)接后，再分別與12片換向片連接。2.永磁式直流電動機永磁式直流電動機也由定子磁極、轉(zhuǎn)子、電刷、外殼等組成，定子磁極采用永磁體（永久磁鋼），有鐵氧體、鋁鎳鉆、敘鐵硼等材料。按其結(jié) 構(gòu)形式可分為圓筒型和瓦塊型等兒種。錄放機屮使用的電多數(shù)為圓筒型磁體，而 電動工具及汽車用電器屮使用的電動機多數(shù)采用專塊型磁體。圖18-

6、12是兩種永 磁體的磁路示意圖。他勵式自勵式｛并勵式串勵式復(fù)勵式%1. 四種勵磁方式接線(a)他勵式若勵磁繞組不耳電樞繞組聯(lián)接?勵磁繞組單獨山具他電源供電的H流電機稱為他勵式H流電機。他勵H流電機電樞電流la和負荷電流If相等;(b)并勵式顧名思意，勵磁繞組與電樞繞組并聯(lián)，稱為并勵式直流電機。并勵式「直流電機的電樞電流I乳勵磁繞組流過的電流為If ,經(jīng)過負載或電源供給電機的總電流為L三者須滿足以下關(guān)系：直流發(fā)電機：la =l + lf直

7、流電機：la =l-lf(C)串勵式勵磁繞組耳電樞繞組串聯(lián)再接通直流電源稱為串勵直流電機。山于串勵式直流電機作為發(fā)電機用 時，其電壓大小隨負載變化而有較大的變化，故一般不用串勵式直流發(fā)電機，只作電動機使用。串勵式直 流電機廣泛應(yīng)用交通運輸。串勵式電機：la =l=lf(d)復(fù)勵式復(fù)勵式「直流電機上有兩個勵磁繞組，一個和電樞并聯(lián)，一個和電樞串聯(lián)。復(fù)勵式肖流電機的串勵繞組產(chǎn)生的磁勢耳并勵磁勢方向相同時稱為加復(fù)勵(或積復(fù)勵)：兩者磁勢方向相反