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直流电动机的原理、结构与拆装
沧州派源机电有限公司    2016-11-19 10:08:10    文字:【】【】【
摘要:当把直流电动机的电刷A、B接到直流电源上时,从图2.1可以看出,电刷A是正电位,B是负电位,在N极范围内的导体ab中的电流是从a流向b,在S极范围内的导体cd中的电流是从c流向d。

2.1直流电动机的工作原理  

  当把直流电动机的电刷A、B接到直流电源上时,从图2.1可以看出,电刷A是正电位,B是负电位,在N极范围内的导体ab中的电流是从a流向b,在S极范围内的导体cd中的电流是从c流向d。载流导体在磁场中要受到电磁力的作用,因此,ab和cd两导体都要受到电磁力Fde的作用。根据磁场方向和导体中的电流方向,利用电动机左手定则判断,ab边受力的方向是向左,而cd边则是向右。由于磁场是均匀的,导体中流过的又是相同的电流,所以,ab边和cd边所受电磁力的大小相等。这样,线圈上就受到了电磁力的作用而按逆时针方向转动了。当线圈转到磁极的中性面上时,线圈中的电流等于零,电磁力等于零,但是由于惯性的作用,线圈继续转动。线圈转过半州之后,虽然ab与cd的位置调换了,ab边转到S极范围内,cd边转到N极范围内,但是,由于换向片和电刷的作用,转到N极下的cd边中电流方向也变了,是从d流向c,在S极下的ab边中的电流则是从b流向a。因此,电磁力Fdc的方向仍然不变,线圈仍然受力按逆时针方向转动。可见,分别处在N、S极范围内的导体中的电流方向总是不变的,因此,线圈两个边的受力方向也不变,这样,线圈就可以按照受力方向不停的旋转了,通过齿轮或皮带等机构的传动,便可以带动其它工作机械。

 

   从以上的分析可以看到,要使线圈按照一定的方向旋转,关键问题是当导体从一个磁极范围内转到另一个异性磁极范围内时(也就是导体经过中性面后),导体中电流的方向也要同时改变。换向器和电刷就是完成这个任务的装置。在直流发电机中,换向器和电刷的任务是把线圈中的交流电变为直流电向外输出;而在直流电动机中,则用换向器和电刷把输入的直流电变为线圈中的交流电。可见,换向器和电刷是直流电机中不可缺少的关键性部件。

    当然,在实际的直流电动机中,也不只有一个线圈,而是有许多个线圈牢固地嵌在转子铁芯槽中,当导体中通过电流、在磁场中因受力而转动,就带动整个转子旋转。这就是直流电动机的基本工作原理。     2.2直流电动机的结构  直流电动机虽然结构较复杂,使用与维护较麻烦,价格较贵,但是由于其具有调速性能好,起动转矩大等优点,因而也获得了较广泛的应用。目前使用的直流电动机主要有Z2和Z4两种系列,其外形如图2.2所示。

 

   Z4系列是20世纪80年代开始研制生产的产品,Z2与Z4的内部结构基本上是相同的,即由定子和转子两大部分组成。定子是指电动机中静止不动的部分,包括机座、圭磁极、换向极、前端盖、后端盖、电刷装置等部分。冲压件转子是指电动机中旋转的部分。主要由电枢铁心、电枢绕组、换向器、转轴、风扇等部分组成。图2.3所示为直流电动机各主要部件图。

 

   直流电动机根据励磁绕组接线方式的不同,可分为他励电动机、串励电动机、并励电动机和复励电动机等多种。在使用及检修直流电动机时,必须分清各绕组线端的标记,以便于相互连接和与外电路连接,表2.1给出了直流电动机各绕组线端曾经用过的和现在使用的标记代号。

  

2.3直流电动机的拆装 

 以常用的Z系列直流电动机为例进行介绍。在拆卸前首先应在前端盖与机座、后端盖与机座的连接处做好标记,还应在刷架处做好标记,以便于将来的装配。其拆卸顺序为:

  ①拆除直流电动机接线盒内的连接线。 

 ②拆下换向器端盖(后端盖)上通风窗螺栓,打开通风窗,从刷握中取出电刷,拆除刷杆上的连接线。

  ③拆下换向器端盖的螺栓、轴承盖螺栓,并取下轴承外盖。

 ④拆卸换向器端盖。 

 ⑤拆下轴伸出端端盖(前端盖)上的螺栓,把电枢连同端盖从定子中小心地抽出来,注意不要碰伤电枢绕组、换向器及磁极绕组。

  ⑥用纸将换向器包好,并用纱带扎紧。

  ⑦拆下前端盖上的轴承盖螺栓,并取下轴承外盖。

  ⑧将电枢连同前端盖一起放置在木架上或木板上,并用纸或布包好。

   电动机保养或修复后的装配顺序与拆卸顺序相反,并按所做标记矫正电刷的位置。


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