直流電動機的結構

基本構造：分為兩部分：定子與轉(zhuǎn)子。注意：不要把換向極與換向器弄混淆了。定子包括：主磁極，機座，換向極，電刷裝置等。轉(zhuǎn)子包括：電樞鐵芯，電樞(shu)繞組，換向器，軸和風扇等。轉(zhuǎn)子組成：直流電動機轉(zhuǎn)子部分由電樞鐵芯、電樞、換向器等裝置組成，下面對構造中的各部件進行詳細介紹。

1.電樞鐵芯部分：其作用是嵌放電樞繞組和顛末磁通，為了下降電機工作時電樞鐵芯中發(fā)作的渦流損耗和磁滯損耗。

2.電樞部分：作用是發(fā)作電磁轉(zhuǎn)矩和感應電動勢，而進行能量變換。電樞繞組有許多線圈或玻璃絲包扁鋼銅線或強度漆包線。

3.換向器又稱整流子，在直流電動機中，它的作用是將電刷上的直流電源的電流變換成電樞繞組內(nèi)的溝通電流，使電磁轉(zhuǎn)矩的傾向穩(wěn)定不變，在直流發(fā)電機中，它將電樞繞組溝通電動勢變換為電刷端上輸出地直流電動勢。換向器由許多片構成的圓柱體之間用云母絕緣，電樞繞組每一個線圈兩端區(qū)分接在兩個換向片上。直流發(fā)電機中換向器的作用是把電樞繞組中的交變電動熱變換為電刷間的直流電動勢，負載中就有電流通過，直流發(fā)電機向負載輸出電功率，同時電樞線圈中也肯定有電流通過。它與磁場相互作用發(fā)作電磁轉(zhuǎn)矩，其傾向與發(fā)電機相反，原想法只需抑制這一磁場轉(zhuǎn)矩才華股動電樞改變。因此，發(fā)電機向負載輸出電功率的還，從原想法輸出機械功率，完結了直流發(fā)電機將機械能變換為電能的作用。

直流電動機的分類

勵磁方式

直流電機的勵磁方式是指對勵磁繞組如何供電、產(chǎn)生勵磁磁通勢而建立主磁場的問題。根據(jù)勵磁方式的不同，直流電機可分為下列幾種類型：

1．他勵直流電機

勵磁繞組與電樞繞組無聯(lián)接關系，而由其他直流電源對勵磁繞組供電的直流電機稱為他勵直流電機。圖中M表示電動機，若為發(fā)電機，則用G表示。永磁直流電機也可看作他勵直流電機。

2．并勵直流電機

并勵直流電機的勵磁繞組與電樞繞組相并聯(lián)。作為并勵發(fā)電機來說，是電機本身發(fā)出來的端電壓為勵磁繞組供電；作為并勵電動機來說，勵磁繞組與電樞共用同一電源，從性能上講與他勵直流電動機相同。

3．串勵直流電機

串勵直流電機的勵磁繞組與電樞繞組串聯(lián)后，再接于直流電源，這種直流電機的勵磁電流就是電樞電流。

4．復勵直流電機

復勵直流電機有并勵和串勵兩個勵磁繞組。若串勵繞組產(chǎn)生的磁通勢與并勵繞組產(chǎn)生的磁通勢方向相同稱為積復勵。若兩個磁通勢方向相反，則稱為差復勵。

不同勵磁方式的直流電機有著不同的特性。一般情況直流電動機的主要勵磁方式是并勵式、串勵式和復勵式，直流發(fā)電機的主要勵磁方式是他勵式、并勵式和和復勵式。

特點

(一)調(diào)速性能好。所謂“調(diào)速性能”，是指電動機在一定負載的條件下，根據(jù)需要，人為地改變電動機的轉(zhuǎn)速。直流電動機可以在重負載條件下，實現(xiàn)均勻、平滑的無級調(diào)速，而且調(diào)速范圍較寬。

(二)起動力矩大。可以均勻而經(jīng)濟地實現(xiàn)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。因此，凡是在重負載下起動或要求均勻調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的機械，例如大型可逆軋鋼機、卷揚機、電力機車、電車等，都用直流。

有無刷分類

1.無刷直流電動機：無刷直流電動機是將普通直流電動機的定子與轉(zhuǎn)子進行了互換。其轉(zhuǎn)子為永久磁鐵產(chǎn)生氣隙磁通：定子為電樞，由多相繞組組成。在結構上，它與永磁同步電動機類似。

無刷直流電動機定子的結構與普通的同步電動機或感應電動機相同．在鐵芯中嵌入多相繞組(三相、四相、五相不等)．繞組可接成星形或三角形，并分別與逆變器的各功率管相連，以便進行合理換相。轉(zhuǎn)子多采用釤鈷或釹鐵硼等高矯頑力、高剩磁密度的稀土料，由于磁極中磁性材料所放位置的不同．可以分為表面式磁極、嵌入式磁極和環(huán)形磁極。由于電動機本體為永磁電機，所以習慣上把無刷直流電動機也叫做永磁無刷直流電動機。

2.有刷直流電動機：有刷電動機的2個刷(銅刷或者碳刷)是通過絕緣座固定在電動機后蓋上直接將電源的正負極引入到轉(zhuǎn)子的換相器上，而換相器連通了轉(zhuǎn)子上的線圈，3個線圈極性不斷的交替變換與外殼上固定的2塊磁鐵形成作用力而轉(zhuǎn)動起來。由于換相器與轉(zhuǎn)子固定在一起，而刷與外殼(定子)固定在一起，電動機轉(zhuǎn)動時刷與換相器不斷的發(fā)生摩擦產(chǎn)生大量的阻力與熱量。所以有刷電機的效率低下?lián)p耗非常大。但是它同樣具有制造簡單，成本低廉的優(yōu)點。

直流電動機的啟動

由于電機電樞回路電阻和電感都較小，而轉(zhuǎn)動體具有一定的機械慣性，因此當電機接通電源后，起動的開始階段電樞轉(zhuǎn)速以及相應的反電動勢很小，起動電流很大。最大可達額定電流的15～20倍。這一電流會使電網(wǎng)受到擾動、機組受到機械沖擊、換向器發(fā)生火花。因此直接合閘起動只適用于功率不大于4千瓦的電動機（起動電流為額定電流的6～8倍）。為了限制起動電流，常在電樞回路內(nèi)串入專門設計的可變電阻,其原理接線見圖1。在起動過程中隨著轉(zhuǎn)速的不斷升高及時逐級將各分段電阻短接，使起動電流限制在某一允許值以內(nèi)。這種起動方法稱為串電阻起動，非常簡單，設備輕便，廣泛應用于各種中小型直流電動機中。但由于起動過程中能量消耗大，不適于經(jīng)常起動的電機和中、大型直流電動機。但對于某些特殊需要，例如城市電車雖經(jīng)常起動，為了簡化設備，減輕重量和操作維修方便，通常采用串電阻起動方法。

對容量較大的直流電動機，通常采用降電壓起動。即由單獨的可調(diào)壓直流電源對電機電樞供電，控制電源電壓既可使電機平滑起動，又能實現(xiàn)調(diào)速。此種方法電源設備比較復雜。

直流電動機的故障處理

直流電動機常見故障及其產(chǎn)生原因

 一、不能啟動 

 1、電動機電源無電壓  2、電動機電源線斷線或者接頭松動  3、電樞繞組開路  4、電刷與換向器接觸不良5、電動機電源開關損壞或者接觸不良  6、電樞被卡死  

二、轉(zhuǎn)速變慢 

 1、電刷繞組通地2、電樞繞組中有短路元件3、電刷磨損嚴重，使電刷與換向器接觸不良，   以及電刷彈簧壓力太小4、軸承磨損或者缺少潤滑油5、電源電壓低，或者干電池使用時間過長

三、轉(zhuǎn)速太快  1、電源電壓過高2、定子磁場變?nèi)?、電動機負載太輕 

四、機殼帶電  1、電樞繞組通地2、定子激磁繞組通地3、換向器通地4、電刷桿通地5、換相裝置的電刷座通地

五、電刷火花過大  1、電刷沒有位于中性線的位置2、電刷與換向器接觸面太小，電刷電流密度過大3、換向片間短路4、換向器表面嚴重凸凹不平5、換向片間的云母突起6、電刷材質(zhì)不純，含有硬屑或其它雜質(zhì)7、電刷座通地8、電刷繞組通地9、電刷繞組有短路單元10、電刷繞組有反接的單元 

六、換向器產(chǎn)生火花  1、電刷遠離中性線2、換向器嚴重凸凹不平；使電刷與換向器接觸不良3、換向片間電位差過大4、電樞繞組嚴重斷路，或者嚴重短路5、電樞繞組嚴重通地6、電動機電壓過高，電動機轉(zhuǎn)速過高 

七、有時能啟動，有時又不能啟動  1、電樞繞組有斷路單元2、電源開關接觸不良3、換向器橢圓度過大，電刷過短 

八、運行時有撞擊聲  1、電動機轉(zhuǎn)子彎曲2、電樞槽楔突出槽外3、電樞繞組端部碰機殼4、軸承損壞，引起電樞掃膛 

九、電樞發(fā)出較大的嘶嘶聲  1、電刷太硬2、電刷彈簧壓力太大

十、有負載運行時熔絲燒斷  1、電動機電源電壓過高2、電刷不在中性線位置3、電樞繞組或激磁繞組短路 

十一、空載時熔絲燒斷  1、電樞繞組嚴重斷路2、電樞繞組嚴重通地3、電刷座通地4、電動機軸承太緊5、激磁繞組嚴重短路6、電刷遠離中性線位置 

十二、電刷發(fā)出嘎嘎聲  1、換向片間的云母突出換向器表面2、換向片凸凹不平3、電刷尺寸規(guī)格不對4、軸承間隙大 

十三、殼體發(fā)熱  1、電樞繞組受潮嚴重，而且電動機散熱不好2、電動機長時間過載運行3、軸承潤滑不好，缺少潤滑油 十四、電樞繞組發(fā)熱  1、電樞繞組嚴重受潮2、電動機過載嚴重3、電樞繞組有短路單元。