電機中存在著磁路和電路,電和磁的聯(lián)系可通過電磁感應(yīng)定律來分析。
一、直流電機的工作原理
1、直流電動機的工作原理:
在圖中,線圈連著換向片,換向片固定于轉(zhuǎn)軸上,隨電機軸一起旋轉(zhuǎn),換向片之間及換向片與轉(zhuǎn)軸之間均互相絕緣,它們構(gòu)成的整體稱為換向器。電刷A、B在空間上固定不動。
在電機的兩電刷端加上直流電壓,由于電刷和換向器的作用將電能引入電樞線圈中,并保證了同一個極下線圈邊中的電流始終是一個方向,繼而保證了該極下線圈邊所受的電磁力方向不變,保證了電動機能連續(xù)地旋轉(zhuǎn),以實現(xiàn)將電能轉(zhuǎn)換成機械能以拖動生產(chǎn)機械,這就是直流電動機的工作原理。注意:每個線圈邊中的電流方向是交變的。
2、直流發(fā)電機的工作原理:
如圖,當(dāng)用原動機拖動電樞逆時針方向旋轉(zhuǎn),線圈邊將切割磁力線感應(yīng)出電勢,電勢方向可據(jù)右手定則確定。由于電樞連續(xù)旋轉(zhuǎn),線圈邊ab、cd將交替地切割N極、S極下的磁力線,每個線圈邊和整個線圈中的感應(yīng)電動勢的方向是交變的,線圈內(nèi)的感應(yīng)電動勢是交變電動勢,但由于電刷和換向器的作用,使流過負載的電流是單方向的直流電流,這一直流電流一般是脈動的。
在圖中,電刷A所引出的電動勢始終是切割N極磁力線的線圈邊中的電動勢,它始終具有正極性;電刷B始終具有負極性。這就是直流發(fā)電機的工作原理。
3、電機理論的可逆性原理:
從基本電磁過程看,一臺直流電機既可作為電動機運行,也可作為發(fā)電機運行,只是外界條件不同而已。
當(dāng)外加直流電壓,可作為拖動生產(chǎn)機械的電動機運行,將電能變換為機械能。
若用原動機拖動電樞旋轉(zhuǎn),可輸出電能,為發(fā)電機運行,將機械能變換為電能。
二、直流電機的結(jié)構(gòu):
電機要實現(xiàn)機電能量變換,電路和磁路之間必須有相對運動。所以旋轉(zhuǎn)電機具備靜止的和旋轉(zhuǎn)的兩大部分。靜止和旋轉(zhuǎn)部分之間有一定大小的間隙,稱為氣隙。
靜止的部分稱為定子,作用是產(chǎn)生磁場和作為電機的機械支撐。包括主磁極、換向極、機座、端蓋、軸承、電刷裝置等。
旋轉(zhuǎn)部分稱為轉(zhuǎn)子或電樞,作用是感應(yīng)電勢實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。包括電樞鐵心,電樞繞組,換向器、軸和風(fēng)扇等。
(一)、定子部分:
1、主磁極:也稱為主極。作用是產(chǎn)生氣隙磁場。
2、換向極:也稱為附加極或間極。作用是改善換向。裝在主極之間。
3、機座:由鑄鋼或厚鋼板焊成。是電機的機械支撐。
4、電刷裝置:將直流電壓、電流引入或引出的裝置。其組數(shù)與主極極數(shù)相等。
(二)、轉(zhuǎn)子部分:
1、電樞鐵心:主磁路的主要部分及嵌放電樞繞組, 由硅鋼片迭壓而成。
2、電樞繞組:由許多按一定規(guī)律聯(lián)接的線圈組成。 用來感應(yīng)電動勢和通過電流,是電路的主要部分。
3、換向器:由許多彼此絕緣的換向片構(gòu)成。
三、直流電機按勵磁方式分類:
可按結(jié)構(gòu)、用途、容量大小等分類

。在此,據(jù)勵磁電路與電樞電路的聯(lián)接關(guān)系分類更有意義。
1、他勵直流電機:
勵磁回路的電流由外電源供給,與電樞回路沒有電的聯(lián)系。
2、并勵直流電機:
勵磁回路與電樞回路是并聯(lián)的。勵磁回路兩端的電壓就是電樞回路兩端的電壓。
3、串勵直流電機:
勵磁回路與電樞回路是串聯(lián)的。勵磁回路的電流與電樞回路的電流相等。
4、復(fù)勵直流電機:
主極有兩個勵磁繞組,其一與電樞繞組并聯(lián),另一個和電樞繞組串聯(lián)。
四、直流電機的銘牌數(shù)據(jù)
制造廠家按照國家標(biāo)準(zhǔn),據(jù)電機設(shè)計和試驗而規(guī)定的每臺電機正常運行時有關(guān)電量或機械量數(shù)據(jù)。標(biāo)記在電機的銘牌上或產(chǎn)品說明書上。

