老師傅來(lái)解惑,詳解直流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理!
一.直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu):
直流電動(dòng)機(jī)主要由磁極、電樞、換向器三部分組成,其結(jié)構(gòu)如圖1所示。
(1)磁極。磁極是電動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生磁場(chǎng)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(lì)磁繞組,極掌的作用是使電動(dòng)機(jī)空氣隙中磁感應(yīng)強(qiáng)度的分布最為合適,并用來(lái)?yè)踝?lì)磁繞組;磁極是用鋼片疊成的,固定在機(jī)座上;機(jī)座也是磁路的一部分。機(jī)座常用鑄鋼制成。直流電動(dòng)機(jī)的磁極及磁路:1-極心 2-極掌 3-勵(lì)磁繞組 4-機(jī)座
(2)電樞。電樞是電動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的部分。直流電動(dòng)機(jī)的電樞是旋轉(zhuǎn)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(dòng)機(jī)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?jī)蓚€(gè)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(zhuǎn)動(dòng)的電樞繞組得以同外電路聯(lián)接。換向器是直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)特征,易于識(shí)別。
二.直流電動(dòng)機(jī)的工作原理
5是直流電動(dòng)機(jī)的示意圖。若在A、B之間外加一個(gè)直流電壓,A接電源正極,B接負(fù)極,則線圈中有電流流過(guò)。當(dāng)線圈處于圖5所示位置時(shí),有效邊ab在N極下,cd在S極上,兩邊中的電流方向?yàn)閍→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(dǎo)線中的電流,單位為安(A)。根據(jù)左手定則知,兩個(gè)F的方向相反,如圖5所示,形成電磁轉(zhuǎn)矩,驅(qū)使線圈逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過(guò)180°時(shí),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(lái)相反,變?yōu)閐→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(zhuǎn)矩方向都不變。
由此可見,正是由于直流電動(dòng)機(jī)采用了換向器結(jié)構(gòu),使電樞線圈中受到的電磁轉(zhuǎn)矩保持不變,在這個(gè)電磁轉(zhuǎn)矩作用下使電樞按逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。這時(shí)電動(dòng)機(jī)可作為原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械旋轉(zhuǎn),即由電動(dòng)機(jī)向機(jī)械負(fù)載輸出機(jī)械功率。
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