任务12直流电动机的认知与拆装检测83课件

任务1-2直流电动机的认知与拆装检测了解直流电动机的基本结构及各部分的主要作用;熟悉直流电动机的工作原理;了解直流电动机的分类。能掌握小型直流电动机的拆装工艺;能正确使用各种拆装工具，完成直流电动机的拆装;能正确处理直流电动机常见故障。学习目标01

直流电动机的基本结构认知03

直流电动机的铭牌和技术数据02直流电动机的工作原理认知04

直流电动机的分类和应用学习任务电动机按电源种类的不同可分为交流电动机和直流电动机。和交流电动机相比，直流电动机具有如下特点：调速范围广，调速平稳、方便；过载能力强，能承受频繁的冲击负载；可实现频繁的无极快速快速起动、制动和反转；能满足生产过程自动化系统各种不同的特殊运行要求。直流发电机则具有提供无脉动的电力、输出电压便于精确地调节和控制等特点。但直流电动机也有它显著的缺点：一是制造工艺复杂，消耗有色金属较多，生产成本高；二是直流电动机在运行时由于电刷与换向器之间易产生火花，因而运行可靠性较差，维护较困难。因此，直流电动机在一些领域中已被交流变频调速系统所取代，但目前直流电动机的应用仍占有较大的比值。本任务主要了解直流电动机的工作原理、基本结构、各部分的作用及分类，学会直流电动机拆装与维修的基本技能。01

直流电动机的结构认知(a)立面图(b)截面图

1-机座2-主磁极3-转轴4-电枢铁心5-换向磁极6-电枢绕组7-换向器8-电刷图2.1直流电动机结构示意图直流电动机的结构示意图如图2.1所示。它由定子和转子两个基本部分组成。一、定子定子是直流电动机的静止部分，其主要由主磁极、换向磁极、机座、端盖与电刷装置等组成。1.主磁极主磁极由磁极铁心和励磁绕组组成，磁极铁心由1~1.5mm厚的低碳钢板冲片叠压铆接而成。当在励磁线圈中通入直流电流后，便产生主磁场。主磁极可以有一对、两对或更多对，它是用螺栓固定在机座上。2.换向磁极换向磁极也是由铁心和换向磁极绕组组成，位于两主磁极之间，是比较小的磁极。其作用是产生附加磁场，以改善电动机的换向条件，减少电刷与换向片之间的火花。换向磁极绕组总是与电枢绕组串联，其匝数少，导线粗。换向磁极铁心通常都用厚钢板叠制而成，在小功率的直流电动机中也有不装换向磁极的。3.机座机座由铸钢或厚钢板制成，它是电动机的支架，用来安装主磁极和换向磁极等部件，它既是电动机的固定部分，又是电动机磁路的一部分。4.端盖与电刷在机座的两边各有一个端盖，端盖的中心处装有轴承，用以支持转子的转轴。端盖上还固定有电刷架，利用弹簧把电刷压在转子的换向器上，电刷与换向器配合可以把转动的电枢绕组电路与外电路相连接，并把电枢绕组中的交流电转变成电刷两端的直流电。二、转子直流电动机的转子又称为电枢，其主要由电枢铁心、电枢绕组、换向器、转轴和风扇等组成。1.电枢铁心电枢铁心通常用0.5mm厚、表面涂有绝缘的硅钢片叠压而成，其表面均匀开槽，用来嵌放电枢绕组。电枢铁心也是直流电动机磁路的一部分。2.电枢绕组电枢绕组由许多相同的线圈组成，按一定规律嵌放在电枢铁心的槽内，并与换向器连接，其作用是产生感应电动势和电磁转矩。3.换向器换向器又称整流子，是直流电机的特有装置。它由许多楔形铜片组成，片间用云母或者其它垫片绝缘。外表呈圆柱形，装在转轴上。每一换向铜片按一定规律与电刷绕组的线圈连接。在换向器的表面压着电刷，使旋转的电刷绕组与静止的外电路相通，其作用是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，进而产生恒定方向的电磁转矩，或是将直流发电机电枢绕组中的交变电动势转换成输出的直流电压。4.气隙定子与转子之间有空隙，称为气隙。在小容量电动机中，气隙为0.5~3mm。气隙数值虽小，但磁阻很大，是电动机磁路中的主要组成部分。气隙的大小对电动机的运行性能有很大影响。02

直流电动机的工作原理认知所有电机都是依据两条基本原理制造的：一条是导线切割磁力线产生感应电动势，即电磁感应的原理；另一条是载流导体在磁场中受电磁力的作用，即电磁力定律。前者是发电机的基本原理，后者是电动机的基本原理。因此，从结构上来看，任何电机都包括磁路部分和电路部分，从原理上都体现着电和磁的相互作用。图2.2直流电动机工作原理图图2.2所示为直流电动机工作原理图，将直流电源接至电刷两端，当电刷A接至电源的正极，电刷B接至负极，电流将从电源正极流出，经过电刷A、换向片1、线圈abcd到换向片2和电刷B，最后回到负极。根据电磁力定律，载流导体在磁场中受电磁力的作用，其方向由左手定则确定。图2.2中ab导体所受电磁力方向向左，而导体cd所受电磁力的方向向右，这样就产生了一个转矩。在转矩的作用下，电枢便按逆时针方向旋转起来。当电枢从图2.2所示的位置转过90°时，线圈磁感应强度为零，因而使电枢旋转的转矩消失，但由于机械惯性，电枢仍能转过一个角度，使电刷A、B分别与换向片2、1接触，于是线圈中又有电流流过。此时电流从正极流出，经过电刷A、换向片2、线圈到换向片1和电刷B，最后回到电源负极，此时导体ab中的电流改变了方向，同时导体ab已由N极下转到S极下，其所受电磁力方向向右。同时，处于N极下的导体cd所受的电磁力方向向左。因此，在转矩的作用下，电枢继续沿着逆时针方向旋转，这样电枢便一直旋转下去，这就是直流电动机的基本原理。03

直流电动机的铭牌数据每台直流电机的机座上都有一个铭牌，其上标有电机型号和各项额定值，用以表示电机的主要性能和使用条件，图2.3为某台直流电动机的铭牌。图2.3某台直流电动机铭牌1.电机型号型号表明电机的系列及主要特点。知道了电机的型号，便可从相关手册及资料中查出该电机的有关技术数据。型号Z4-112/2-1的含义如下：2.额定功率PN指电动机在额定运行时轴上输出的机械功率。3.额定电压UN指额定运行状况下，直流电动机的输入电压。4.额定电流IN指额定电压和额定负载时允许电动机长期输入的电流。5.额定转速nN额定转速是电机在额定磁通下的转速，此时额定电动势等于额定电压。6.电动机额定效率ηN指直流电动机额定输出功率PN与电动机额定输入功率P1=UNIN比值的百分数。此外，铭牌上还标有励磁方式、额定励磁电压、额定励磁电流和绝缘等级等参数。04

直流电动机的分类直流电动机的分类方式很多，可以按照励磁方式分类，还可以分别按转速、电流、电压、防护形式、安装结构型式和通风冷却方式等特种来分类。下面重点介绍按照励磁方式进行分类。励磁方式是指直流电动机主磁场的产生方法。一类是由永久磁铁产生，称永磁直流电动机；另一类是由主极绕组通直流电产生，根据主极绕组与电枢绕组接法的不同分他励、并励、串励和复励电动机，如图2.4所示。图2.4直流电动机的励磁方式05

直流电动机的应用1.直流电动机的起动直流电动机由静止状态到正常运行的过程称为起动。直流电动机起动时的主要问题是起动电流比较大。直流电动机常用的起动方法有全压起动和降压起动。与三相异步电动机一样，降压起动即是在起动时降低加在电动机上的电压，随着转速升高，逐步增加电压到正常运转。目前采用的方法主要是由晶闸管构成的可控整流电路作为直流电动机的可调直流电源。2.直流电动机的调速直流电动机的调速有以下三种方法：即改变电源电压调速；减小主磁通调速；在电枢回路串电阻调速。串电阻调速方法目前已基本不用。3.直流电动机的应用（1）并励直流电动机调速较方便，曾在大型机床、冶金机械中使用，目前已少用。（2）串励直流电动机的牵引性能较好，曾在起重设备、电传动机车及车辆中使用，目前已少用。（3）直流电动机使用时应注意：串励直流电动机绝不允许空载起动；并励直流电动机励磁绕组在运行时决不允许开路。