直流电动机的结构及其工作原理

第1章直流电动机的结构及其工作原理

1.1直流电动机的结构

一台直流电动机从面对轴端看的剖面图，它是由定子部分和转子部分构成的，定子和转子靠两个端盖连接。

直流电机的构成：

（1）.定子：主磁极、换向磁极、机座、端盖、电刷装置；

（2）.转子：电枢铁心、电枢绕组、换向装置、风扇、转轴

（3）气隙

图1.1 直流电动机基本结构

1．定子部分

定子部分主要包括有机座、主磁极、换向极、和电刷装置等。

一般直流电机都用整体机座。所谓整体机座，就是一个机座同时起两

方面的作用：一方面起导磁的作用；一方面起机械支撑的作用。由于机座要起导磁的作用，所以它是主磁路的一部分，叫做钉子磁轭，一般多用导磁效果较好的铸钢材料制成，在小

型直流电机中也有用厚钢板的。主磁极、换向极以及两个端盖（中、小型电机）都固定在

电机的机座上，所以机座又起了机械支撑的作用。

主磁极又叫主极，它的作用是在电枢表面外的气隙空间里产生一定形状分布的气隙磁密。绝大多数直流电机的主磁极都是由直流电源来励磁的，所以主磁极上还应该装有励磁线圈。只有小直流电机的主磁极才用永久磁铁，这种电机叫永磁直流电机。

励磁线圈有两种，即并励和串励，并励线圈的导线细，匝数多；串励线圈的导线粗，

匝数少，磁极上的各励磁线圈分别可以连成并励绕组和串励绕组。

换向极的形状比主磁极的简单，一般用整块钢板制成。换向极的外面套有换向极绕组。

由于换向极绕组里流的是电枢电流，所以起导线截面积较大，匝数较少。

电刷装置的作用是把电机转动部分的电流引出到静止的电路，或者反过来把静止电路

里的电流引入到旋转的电路里。电刷装置与换向器配合才能使交流电机获得直流电机的效

果。电刷放在电刷盒里，用弹簧压紧在换向器上，电刷上有个铜辫，可以引入、引出电流。

直流电机里，常常把若干个电刷盒装在同一个绝缘的刷杆上，在电路连接上，把同一个绝

缘刷杆上的电刷盒并联起来，成为一组电刷。一般直流电机中电刷组的数目可以用电刷杆

数表示，刷杆数与电机的主极数相等。各电刷杆在换向器外表面上沿圆周方向均分布，正常运行时，电刷杆相对于换向器表面有一个正确的位置，如果电刷杆的位置放得不合理，将直接影响电机的性能。

定子由机座、主磁极、换向极、电刷装置等组成，其剖面结构示意图如图1.2所示。

图1.2 定子结构剖面图

2．转子部分

直流电机转子部分包括电枢铁心、电枢绕组、换向器、风扇、转轴和轴承等。

电枢铁心是直流电机主磁路的一部分。当电枢旋转时，铁芯中磁通方向发生变化，会在铁心中引起旋流与磁滞损耗。为了减小这部分损耗，通常用0.5mm 厚的低硅硅钢片或者冷轧硅钢片冲成一定形状的冲片，然后把这些冲片两面涂上漆再叠装起来，成为电枢铁心，安装在转轴上。电枢铁心沿圆周上有均分布的槽，里面可嵌入电枢绕组。

用包有绝缘的导线绕制成一个个电枢线圈，线圈也称为元件，每个元件有两个出线端。电枢线圈嵌入电枢铁心的槽口，每个元件的两个出线端都与换向器的换向片相连，连接时都是由一定的规律，构成电枢绕组。

图1.3所示为直流电机电枢装配示意图。

图1.3 转子结构图 转

图3-4 直流电机的电枢 图2.2 直流电机的电枢

换向器安装在转轴上，主要由许多换向片组成，每两个相邻的换向片中间是绝缘片。换向片数与线圈件数相同。

转子上还有轴承和风扇等。

3端盖

端盖把定子和转子连为一个整体，两个端盖分别固定在定子机座的两端，并支撑着转子。端盖还起保护等作用。另外，电刷杆也固定在端盖上。