任务31 直流电动机的认识与拆装

1、项目项目3 直流电动机的拆装与维护直流电动机的拆装与维护【项目目标】【项目目标】【项目内容】【项目内容】 直流电动机的结构、转动原理及运行特性；直流电动机的启动、反转、调速和制动；直流电动机的维护与检修 。 熟悉直流电动机的结构、类型及铭牌数据，掌握直流电动机的工作原理及工作的可逆性； 理解直流电动机的运行特性，掌握常见启动方法的特点及应用范围； 了解直流电动机的调速指标，掌握直流电动机常见调速方法及优缺点； 掌握直流电动机的常见制动方法及优缺点；能正确选用直流电动机，并能对其进行正常的维护保养及常见故障检修。 任务任务3.1 直流电动机的认识与拆装直流电动机的认识与拆装一、直流电动机的结构一

2、、直流电动机的结构1.定子定子 直流电动机的定子主要由机座、主磁极、换向磁极、电刷装置和端盖组成。小型直流电动机的结构如图3-1所示，其剖面图如图3-2所示。 (1)机座：机座通常由铸钢或钢板焊接而成，目前由薄钢板或硅钢片叠成的机座应用越来越多。(2)主磁极：主磁极的作用是产生恒定的、有一定空间分布形状的气隙磁通，也是磁路的一部分。主磁极的结构如图3-3所示。 (3)换向极铁芯换向极绕组：换向极的作用是用来改善直流电动机的换向性能。一般电动机容量超过1kW的小型或中、大型直流电动机多数装设电磁换向极。电磁换向极由换向极铁芯和换向极绕组构成，如图3-4所示。换向极安装在相邻的两个主磁极之间。换向

3、极绕组一般与电枢绕组串联。 (4)电刷装置：电刷装置与换向片一起完成机械整流，把外部电路中的直流变换为电枢中的交流。电刷的结构如图3-5所示。(5)端盖：端盖主要起支撑作用。端盖固定于机座上，其上放置轴承支撑直流电动机的转轴，使直流电动机能够旋转。 2.转子转子(1)电枢铁芯 电枢铁芯主要用来嵌放电枢绕组和作为直流电动机磁路的一部分。小型直流电动机的电枢冲片形状和电枢铁芯装配图如图3-6所示。 (2)电枢绕组电枢绕组的构成。电枢绕组是由带绝缘的导体绕制而成的。小型电动机常采用铜导线绕制；在中型电动机常采用成型线圈。为便于嵌线，每个元件的一个元件边放在转子铁芯的某一个槽的上层(称为上层边)，另一

4、个元件边则放在转子铁芯的另一个槽的下层(称为下层边)，如图3-7所示。 通常在每个实槽内的上、下层并列嵌放若干个元件边，如图3-8所示，这样把每个实槽划分为个虚槽，而每个虚槽的上、下层有一个元件边，这样实槽数为Z，总虚槽数为Zi，则ZiZ。 绕组的元件数S、换向片数K和虚槽数Zi三者应相等，即SKZiZ (3)换向器 换向器又称为整流子，对于发电机，换向器的作用是把电枢绕组中的交变电动势转变为直流电动势向外部输出直流电压；对于电动机，它是把外界供给的直流电流转变为绕组中的交变电流以使电动机旋转。换向器是直流电机的关键部件之一，也是最薄弱的部分。换向器的结构如图3-9所示。 (4)转轴，是支撑换

5、向器、转子铁芯、端盖、轴承等部件并进行能量传递的重要零件，由转轴向外输出机械能。转轴一般用优质钢材加工而成。(5)风扇，直流电动机运行时对电动机进行冷却，降低运行温度的部件。风扇一般用金属或塑料等机械强度较高的材料做成，其主要结构包括风扇扇叶和风扇支座。3.气隙。气隙。直流电动机定子、转子有相对运动，故定子、转子间留有一定的空气间隙。气隙的大小与直流电动机的容量有关。 二、直流电动机的分类与铭牌数据二、直流电动机的分类与铭牌数据1.直流电动机的分类直流电动机的分类 若按励磁方式分类，可分为永磁式直流电动机和电磁式直流电动机。(1)永磁式直流电动机 永磁式直流电动机的磁场是由磁性材料本身提供的，

6、不需要线圈励磁，主要用于微型直流电动机或一些具有特殊要求的直流电动机。(2)电磁式直流电动机 电磁式直流电动机又分为：他励直流电动机，其接线图如图3-10(a)所示；并励直流电动机，其接线图如图3-10(b)所示；串励直流电动机，其接线图如图3-10(c)所示；复励式直流电动机，如图3-10(d)所示。 2.直流电动机的铭牌数据直流电动机的铭牌数据(1)型号。以Z272为例说明如下。 产品代号的含义为：Z系列，一般用途直流电动机，如Z2、Z3、Z4等系列；ZJ系列：精密机床用直流电动机；ZT系列：广调速直流电动机；ZQ系列，牵引直流电动机；ZH系列，船用直流电动机；ZA系列，防爆安全型直流电动

7、机；ZKJ系列，挖掘机用直流电动机；ZZJ系列，冶金起重机用直流电动机。 (2)额定数据 额定容量PN(功率)(kW)，是指直流电动机带额定负载时，转轴上输出的机械功率。 额定电压UN(V)，是指直流电动机安全运行时的最高电压。 额定电流IN(A)，是指直流电动机按照规定的工作方式运行时允许输入的电流。 额定转速nN(rmin)，是指直流电动机在额定电压、额定电流和额定容量的情况下运行时，直流电动机所允许的旋转速度。 额定转矩TN(Nm)。是指直流电动机带额定负载运行时，输出的机械功率与转子额定角速度的比值。 额定效率，是指直流电动机带额定负载运行时，输出的机械功率与输入的电功率之比。 额定励

8、磁电流IfN(A)，是指直流电动机带额定负载运行时，励磁回路所允许的最大励磁电流。(3)其他有关信息，包括：励磁方式，防护等级，绝缘等级，工作制，重量，出厂日期，出厂编号，生产单位等。 三、直流电动机的工作原理三、直流电动机的工作原理1.直流电动动机工作原理直流电动动机工作原理 在直流电动机的转子线圈上加上直流电源，借助于换向器和电刷的作用，转子线圈中流过方向交变的电流，在定子产生的磁场中受电磁力，产生方向恒定不变的电磁转矩，使转子朝确定的方向连续旋转，这就是直流电动机的转动原理。可以用一个简单的模型来说明，如图3-11所示。 2.直流电机的可逆原理直流电机的可逆原理(1)直流发电机 当发电机

9、带负载以后，就有电流流过负载，同时也流过线圈，其方向与感应电动势方向相同。根据电磁力定律，载流导体ab和cd在磁场中会受力的作用，形成的电磁转矩方向为顺时针方向，与转速方向相反。这意味着，电磁转矩阻碍发电机旋转，是制动转矩。 原动机必须用足够大的拖动转矩来克服电磁转矩的制动作用，以维持发电机的稳定运行。此时发电机从原动机吸取机械能，转换成电能向负载输出。(2)直流电动机 当电动机旋转起来后，导体ab和cd切割磁力线，产生感应电动势，用右手定则判断出其方向与电流方向相反。这意味着，此电枢电动势是一反电动势，它阻碍电流流入电动机。 所以，直流电动机要正常工作，就必须施加直流电源以克服反电动势的阻碍

10、作用，把电流送入电动机。此时电动机从直流电源吸取电能，转换成机械能输出。 【任务实施】【任务实施】1.任务实施的内容任务实施的内容 直流电动机的拆装及电刷中性线位置的调整。2.任务实施的要求任务实施的要求 (1)掌握小型直流电动机的拆卸及安装的方法。 (2)掌握调整电刷中性线位置的方法。3.设备器材设备器材 直流电动机，1台；1.53V直流电源，1台；直流毫伏表，1块；兆欧表，1块；电工工具(含顶拔器、活扳手、榔头、螺丝刀、紫铜棒、钢套筒、毛刷、钳子、螺丝刀)，1套 。4.任务实施的步骤任务实施的步骤 (1)观察直流电动机的结构，抄录电动机的铭牌数据，将有关数据填入表3.1中。 (2)用手拨动电动机的转子，观察其转动情况是否良好。 (3)拆装直流电动机。将拆装有关情况记入表3.2中。 电动机装配后进行如下检验，将有关数据详细记录于表3.3中。 (4)电刷中线性位置的调整 按图3-12所示接线，当电枢静止时，将毫伏表接到相邻的两组电刷上(电刷与换向器接触一定要良好)。励磁绕组通过开关S接到1.53V的直流电压源上。 频繁地闭合和断开开关S，同时将电刷架向左或向右慢慢移动，观察直流毫伏表的摆动情况，直至毫伏表指针不动或摆动很小时，电刷位置就是中性线位置。 将刷架固紧后再复测一次。 5.注意事项注意事项 (1)拆下刷架前，要做好标记，便于安装后调整电刷