直流电动机的原理、构造、分类及铭牌

§8—1直流电动机的原理、构造、分类及铭牌一、基本工作原理电刷A与换向片1接触

电刷A与换向片2接触直流电动机工作原理示意图载流导体ab和cd在磁场中要受到电磁力（单位为N）的作用，其大小为：式中

B——磁场的磁感应强度（T）；F＝BlIal——导体的有效长度（m）；Ia——线圈的电流（A）。通过换向器和电刷的作用，把直流电动机电刷间的直流电流变成线圈内的交变电流，以确保电动机沿恒定方向旋转。直流电动机的工作原理：直流电动机在外加电压的作用下，在导体中形成电流，载流导体在磁场中将受到电磁力的作用，由于换向器的换向作用，导体进入异性磁极时，导体中的电流方向相应改变，从而保证了电磁转矩的方向不变，使直流电动机能连续旋转，把直流电能转换成机械能输出。直流电动机的运行是可逆的。当它作为发电机运行时，外加转矩拖动转子旋转，线圈产生感应电动势，接通负载以后提供电流，从而将机械能转换为电能，当它作为电动机的运行时，通电的线圈导体在磁场中受力，产生电磁转矩并拖动机械负载转动，从而将电能变成机械能。直流电动机外形二、直流电动机的构造Z2系列Z4系列直流电动机总装配图后轴承盖轴承后端盖风扇换向器电枢轴承通风孔前轴承盖视察窗电刷装置底脚接线盒结构示意图实物直流电动机的径向剖面示意图主磁极——一种电磁铁。励磁绕组——主磁极上用来产生主磁通的线圈。各主磁极上的励磁绕组通常是串联，通电时要保证相邻磁极的极性呈N极和S极交替的排列。（1）主磁极主磁极主磁极铁心励磁绕组极身极靴1．直流电动机的定子结构实物主磁极的结构换向磁极——位于两个主磁极之间的小磁极，又称为附加磁极。（2）换向磁极组成：换向极铁心和换向磁极绕组。作用：产生换向磁场，改善电动机的换向，使电刷与换向片之间火花减小。直流电动机的换向磁极机械支撑。把主磁极、换向极、端盖等零部件固定起来，要求它有一定的机械强度。（3）机座主磁路的一部分。让励磁磁通经过

(机座中磁通通过的部分称为磁轭)，要求有较好的导磁性能。作用：固定零部件。机座一般为铸钢件或由钢板焊接而成。电刷装置结构图电刷位置示意

电刷结构

电刷实物图(4)电刷装置作用：将旋转的电枢与固定不动的外电路相连，把直流电压和直流电流引入。要求：与换向片既要有紧密的接触，又要有良好的相对滑动。电刷装置由电刷、刷握、刷杆、刷杆座和压力弹簧等组成。电刷——用石墨等做成的导电块，放置在刷盒内，用弹簧将它压紧在换向器上。2．直流电动机的电枢（1）电枢铁心（2）电枢绕组（3）换向器（4）转轴（5）风扇电枢结构图（1）电枢铁心电枢铁心——主磁路的一部分，在铁心槽中嵌放电枢绕组。为了减少损耗，电枢铁心通常用厚度有0.5mm，表面有绝缘层的圆形硅钢冲片叠压而成。电枢结构图（2）电枢绕组电枢绕组——直流电动机电路的主要部分。作用：产生感应电动势和流过电流而产生电磁转矩实现机电能量转换，是电动机中重要部件。电枢线圈在槽内安放示意图按线圈间的连接方法,电枢绕组分为单叠绕组、单波绕组、复叠绕组、复波绕组和蛙绕组,其中单叠绕组和单波绕组是基本的电枢绕组。1)单叠绕组绕组元件图并联支路单叠绕组的展开图2)单波绕组绕组元件图并联支路单波绕组的展开图（3）换向器作用：与电刷一起将直流电动机输入的直流电流转换成电枢绕组内的交变电流，保证所有导体上产生的转矩方向一致。换向器结构图3.直流电动机的气隙直流电动机中空气隙是磁路的重要一部分，由于磁阻较大，对直流电动机运行性能有很大的影响，在拆装直流电动机时应进行气隙测量吗，保证直流电动机运转时定子与电枢之间有均匀的正常气隙值。三、直流电动机的分类1.按用途分类2.按励磁方式分类直流电动机他励直流电动机自励直流电动机并励串励复励直流电动机按防护方式可以分为开启式、防护式、防滴式、全封闭式和封闭防水式等。3.按电枢直径分类4.按防护方式分类直流电动机电枢直径为1000mm以上的称为大型直流机；电枢直径为425~1000mm的称为中型直流机；电枢直径小于425mm的称为小型直流机。四、

直流电动机的铭牌提供电动机在正常运行时的额定数据，指出电动机使用条件和要求。1．型号直流电动机的铭牌2．额定功率（PN）3．额定电压（UN）4．额定电流（IN）5．额定转速（nN）7．额定励磁电压（Uf）6．励磁方式9．定额10．额定温升11．绝缘等级8．额定励磁电流（If）1．电动机型号型号标志含义举例：

2．额定功率（PN）——在额定工况下，长期运行所允许的输出功率，单位用kW表示。

3．额定电压（UN）——在额定运行情况下，从电刷两端输入给电动机的电源电压，单位用V表示。

4．额定电流（IN）——长期连续运行时，允许从电刷输入给电枢绕组中的电流，单位用A表示。

5．额定转速（nN）——当电动机处于额定状态下运行时，电动机转子的转速，单位用r/min表示。一般电动机用两个转速表示，一个是基本转速(低转速)，另一个是最高转速。

6．励磁方式——电动机励磁绕组连接和供电方式。

7．额定励磁电压（Uf）、额定励磁电流（If）——施加在励磁绕组上的额定电压和在此额定电压下产生的额定电流。

8．定额（工作方式）——电动机在额定值允许的持续运行时间。（1）连续定额（S1）（2）短时定额（S2）（3）断续定额（S3）

9．额定温升——电动机在额定运行时所允许升高的温度，即电动机允许的工作温度减去环境温度的数值，单位用K表示。

10．绝缘等级——指电动机所采用的绝缘材料的耐热等级。四、

分类1．按励磁方式分类他励直流电动机并励自励直流电动机串励自励直流电动机复励自励直流电动机2．按用途分类直流电动机广调速直流电动机起重、冶金直流电动机直流牵引电动机船用直流电动机精密机床用直流电动机汽车起动机用直流电动机挖掘机用直流电动机龙门刨直流电动机