直流电机的基础知识-第三部分

直流电动机的基本结构直流电机的结构是多种多样的，但任何直流电机都包括定子部分和转子部分，这两部分间存在着一定大小的气隙，使电机中电路和磁场发生相对运动。

直流电机定子部分主要由主磁极、电刷装置和换向极等组成，转子部分主要由电枢绕组、换向器和转轴等构成。

结构图如图2-1。

图2-1直流电机结构图1-电刷；2-磁轭；3-永久磁钢；4-极靴；5-电枢绕组；6-内磁轭1．定子部分（1）主磁极: 其作用是产生磁场。

通常用厚1-1.5mm的低碳钢片叠装而成。

在磁极铁心上绕有励磁绕组，整个磁极利用螺杆固定在磁轭上。

（2）换向极: 其作用是改善换向，使电机运行时电刷下不产生有害的火花。

换向极也是由铁心及绕组组成，换向极绕组与电枢绕组串联。

（3）机座: 机座分磁轭和底脚两部分。

磁轭的作用是固定主磁极和换向极，是磁路的一部分。

底脚起支撑和固定整台电机的作用。

机座一般式用铸钢铁制造或钢板焊接而成。

2．转子部分（1）电枢铁心:电枢铁心是磁路的一部分，表面开槽以嵌放电枢绕组，为减少铁耗，采用0.35-0.5mm厚的涂有绝缘漆的硅钢片叠压而成，固定在转子支架或转轴上。

（2）电枢绕组:电枢绕组由许多按一定规则连接起来的线圈组成，是通过电流和产生电动势的关键性部件。

线圈用带绝缘的圆形或矩形截面的导线绕成。

嵌放在电枢铁心表面的槽内直流电机采用双层绕组，每槽内的线圈边分上、下两层，上下层之间及线圈于铁心之间都是要可靠绝缘。

槽口用槽契压紧，再用钢丝或玻璃丝带扎紧，大型电机中，绕组伸出槽外的端接部分应扎紧在支架上。

直流电动机的工作原理电动机是一种把电能转变为机械能的机械。

它的基本原理是利用带电导体和磁场间的相互作用而把电能变为机械能。

电动机结构主要包括两部分：转子和定子。

转子为电动机的旋转部分，由转轴座组成，导体绕组的排列方式决定电动机的类型及其特性。

绝大多数的电动机都须作连续的转运动的电磁力形成一种方向不变的转矩，才能构成电动机。

两磁极间装着一个可以转动的铁质圆柱体，圆柱体的表面上固定着一个线圈。

3 无刷直流电动机的电磁设计3.1 基本要求和主要指标3.1.1基本要求(1) 运行方式直流无刷电动机的运行方式有连续、短时和断续三种(2) 防护形式一般直流电动机的防护型式主要有防护式和封闭式两种。

(3) 温升一般交流电机包括同步电机和感应电机，转子不计算铁耗，然而该类电机正常稳态运行时，定子绕组产生的2个旋转磁场转速与转子本体转速存在较大的转差，转子铁芯损耗不容忽视。

不仅电磁设计时，其电磁负荷的选择应与常规电机有所区别，而且对通风冷却结构设计应予足够的重视。

(4) 效率(5) 电动机的转速变化率明确电机转速运行的最大区间，并应指明电机的常用转速区间，以便选择合适的电机数据，获得良好的力能指标。

3.1.2主要指标①额定功率P N = 100W②额定电压U N = 270V③额定转速n N = 1000 r/min④定子相数m = 3⑤极对数p = 4⑥定子槽数Z = 183.2 主要尺寸的确定3.2.1 定子铁心内径D a的选择我国目前制造的直流电机，其D a 与输出功率P N 的关系曲线如下，它可以作为选定D a 的初步依据。

由于P N /n N =0.0001，从张琛的《直流无刷电动机原理及应用》中图3.1定子内径D a 与单位转速输出功率P N /n N 的关系曲线查得：cm D a 5.5~0.4=，则取cm D a 5=3.2.2 电磁负荷的选择电负荷A 与磁负荷B 的选择与电动机的主要尺寸直接相关。

同时，A ,B 的选择与电动机的运行性能和使用寿命也密切相关，因此必须全面考虑各种因素，才正确选择A,B 的值。

(1) 线负荷A 高，磁负荷B 不变① 电机体积减小，节约材料② B 一定时，由于铁心重量减小，铁耗减小 ③ 绕组用铜量增加④ 增大电枢单位表面上铜耗，绕组温升增高 ⑤ 影响电机参数和电机特性: q a =ρAJ (2) 磁负荷B 高，线负荷A 不变① 电机体积减小，节约材料 ② 基本铁耗增大 ③ 磁路饱和程度增大 ④ 影响电机参数和电机特性电负荷A 与磁负荷B 与定子的内径D a 有关，根据已生产的电动机的经验数据绘制成曲线。

《直流电动机》知识清单一、直流电动机的定义与工作原理直流电动机是将直流电能转换为机械能的旋转电机。

它依靠直流电源供电，通过电磁作用来实现转动。

其工作原理基于安培力定律和电磁感应定律。

当直流电流通过电动机的电枢绕组时，会在绕组周围产生磁场。

同时，电动机内部的永磁体或励磁绕组产生的磁场与电枢绕组产生的磁场相互作用，从而产生电磁转矩，驱动电枢旋转。

二、直流电动机的结构组成1、定子定子是电动机中固定不动的部分，主要由主磁极、换向极、机座和电刷装置等组成。

主磁极提供主磁场，通常由永磁体或励磁绕组构成。

换向极用于改善换向性能，减小电刷与换向器之间的火花。

机座起到支撑和固定的作用。

电刷装置用于将直流电源引入电枢绕组。

2、电枢电枢是电动机的转动部分，主要由电枢铁芯、电枢绕组和换向器等组成。

电枢铁芯由硅钢片叠压而成，用于减少涡流损耗。

电枢绕组是产生感应电动势和电磁转矩的关键部件。

换向器则用于将电枢绕组中的交流电动势转换为直流电动势，并保证电流在电刷间的换向。

3、气隙气隙是定子和电枢之间的空隙，它的大小对电动机的性能有重要影响。

三、直流电动机的励磁方式1、他励直流电动机励磁绕组由独立的直流电源供电，励磁电流不受电枢电流的影响。

2、并励直流电动机励磁绕组与电枢绕组并联，励磁电压等于电枢电压。

3、串励直流电动机励磁绕组与电枢绕组串联，励磁电流等于电枢电流，这种电动机具有较大的启动转矩。

4、复励直流电动机既有并励绕组又有串励绕组，综合了并励和串励电动机的特点。

四、直流电动机的机械特性机械特性是指电动机的转速与电磁转矩之间的关系。

1、自然机械特性在额定电压和额定励磁电流下，电动机的转速随电磁转矩的变化曲线。

2、人为机械特性通过改变电枢电压、励磁电流或电枢回路电阻等参数得到的机械特性。

五、直流电动机的启动启动时需要较大的启动转矩，但过大的启动电流会对电机和电源造成损害。

常见的启动方法有：1、全压启动直接将额定电压加在电枢两端，这种方法简单，但启动电流很大，一般只适用于小容量电机。

直流电机的一般知识点总结直流电机是一种常见的电动机类型，广泛应用于工业生产、家电设备以及交通工具等领域。

本文将对直流电机的一般知识点进行总结，以帮助读者了解直流电机的工作原理、分类、应用和维护等方面的基本知识。

一、直流电机的工作原理直流电机是将直流电能转化为机械能的装置。

其工作原理基于安培定律和洛伦兹定律。

当导体在磁场中通过电流时，会受到磁场力的作用，进而产生转动力矩。

直流电机主要由定子、转子、电刷和永磁体等组成。

当电流通过定子线圈时，产生的磁场与永磁体的磁场相互作用，导致转子发生转动。

二、直流电机的分类根据不同的结构和工作原理，直流电机可以分为四种类型：直流励磁电动机、直流电动机、倒转电动机和直流无刷电机。

其中，直流励磁电动机通过励磁线圈产生的磁场来激励转子；直流电动机通过电刷和换向器将直流电能转化为机械能；倒转电动机可以改变转子的转向；直流无刷电机利用永磁体或电磁激励来产生磁场，无需使用电刷和换向器。

三、直流电机的应用直流电机在各个领域都有广泛的应用。

在工业生产中，直流电机被广泛应用于机械传动、控制系统、自动化设备等方面，如机床、输送机、风机、压缩机等。

在家电设备方面，直流电机被用于制冷设备、空调、洗衣机、吸尘器等。

此外，直流电机还被应用于交通工具中，如汽车、电动自行车等。

四、直流电机的维护直流电机的维护主要涉及定期检查、清洁和润滑。

首先，定期检查电机的各个部件，如定子、转子、电刷等，是否存在损坏或松动的情况。

其次，保持电机的清洁，去除灰尘和杂质，以免影响电机的正常运转。

最后，注意对电机的润滑，使用适当的润滑剂，避免摩擦产生磨损和发热。

综上所述，直流电机是一种常见且重要的电动机类型。

了解直流电机的工作原理、分类、应用和维护等方面的基本知识，有助于读者更好地了解和使用直流电机。

希望本文能为读者提供一些有用的资料和参考，促进直流电机在各个领域的应用与发展综上所述，直流电机是一种常见且重要的电动机类型，在工业生产、家电设备和交通工具等领域有广泛应用。

第一章直流电机的基本常识直流电机是电能和机械能相互转换的旋转电机之一。

将机械能转换为直流电能的是直流发电机；将直流电能转换为机械能的是直流电动机。

与交流电机相比较，直流电机结构复杂、运行维护困难、成本高。

但直流电机具有宽广的的调速范围，较强的过载能力和较大的起动转矩等突出优点，仍广泛应用于对起动和调速要求较高的生产机械中，如电力机车、内燃机车、工矿机车、城市电车、电梯、轧钢机等的拖动电机。

由于电力电子技术的迅猛发展，作为直流电源的直流发电机已逐步被晶闸管整流装置所替代。

本设计主要介绍电力机车上的大功率直流电机。

第二章第一节直流电机的基本结构直流电机由静止的定子和旋转的转子两大部分组成，在定子和转子之间有一定大小的间隙（称气隙）。

1.定子直流电机定子的作用是产生磁场和作为电动机的机械支撑。

主要由机座、主磁极、换向极和电刷装置等组成。

(1)机座兼起机械和导磁磁路两个作用。

它既用来作为安装电机所有零件的外壳，又是联系各磁极的导磁铁。

机座通常为铸钢件，也有采用钢板焊接而成的。

对于换向要求较高的电机，也可采用叠片结构的机座。

(2)主磁极主磁极由铁芯和主极线圈两部分组成。

主磁极铁芯一般用1~1.5mm厚的薄钢板冲片叠压后再用铆钉铆紧成一个整体。

（3）换向极换向极又称附加极，它装在两个主极之间，用来改善直流电机的换向。

换向极由换向极铁芯和换向极线圈构成。

换向极铁芯大多用整块钢加工而成。

但在整流电源供电的功率较大的电机中，为了更好的改善电机换向，换向极铁芯也采用叠片结构。

换向极线圈与主极线圈一样也是用圆铜线或扁铜线绕制而成，经绝缘处理后套在换向极铁芯上，最后用螺钉将换向极固定在机座内壁。

（4）电刷装置电刷的作用是通过电刷与换向器表面的滑动接触，把转动的电枢绕组与外电路相连。

电刷装置一般由电刷、刷握、刷杆、刷杆座等部分组成。

电刷一般用石墨粉压制而成。

2.转子转子又称电枢，主要由转轴、电枢铁芯、电枢绕组和换向器等组成。

直流电机分类引脚识别基础知识来源：湘潭电机厂 /一、直流电动机的分类按照转速可分为单速电动机和双速电动机；按照方向可分为单向电动机和双向电动机：按照稳速方式可分为电子稳速电动机和机械稳速电动机；按照刷子情况可分为有刷电动机和无刷电动机。

二、直流电动机的结构直流电动机主要由外壳屏蔽壳、屏蔽带、减振圈、转子结构、换向器、电刷、含油轴承等构成。

三、直流电动机的名称我国对直流电动机的型号命名由四部分组成第一部分用两位数字表示机座号，即表示电动机的外壳直径，单位是mm，直流电动机主要有20、28、32、34、36几种；第二部分用字母L表示录音机、卡座用电动机；第三部分用两位数字表示性能参数序号，其中01～49表示机械稳速电动机，55～99表示电子稳速电动机。

第四部分用大写汉语拼音字母表示结构派生代号。

四、直流电动机的符号直流电动机在电路图中用字母M表示五、直流电动机的参数使用寿命：直流有刷电动机在机器上的使用寿命大于600h，连续运转寿命为1000h。

额定转矩：直流有刷电动机的额定转矩越大越好。

额定转速偏差：直流有刷电动机的额定转速偏差要求小于或等于1%，稳速精度要求小于或等于2%。

转速：直流有刷电动机转速有多种规格，一般为2000r/min、2200r/min和2400r/min。

额定工作电压：直流有刷电动机的直流额定工作电压有多种规格：3V、6V、7.5V、9V和12V等，目前用得最多的是9V和12V电动机。

机械躁声：直流有刷电动机的机械躁声要求越小越好，一般要求小于5dB，引线的无线电干扰为0.1～0.5MHz小于66dB，0.5～25MHz小于52dB。

轴向间隙：直流有刷电动机的轴向间隙要求小于0.5mm。

额定工作电流：直流有刷电动机的额定工作电流一般为100mA，这一参数对判断电动机工作是否正常有重要作用。

六、直流电动机的识别单速双速电动机的识别如果只有两根引脚是单速电动机，如果有四根引脚则是双速电动机。

电机与拖动基础需要掌握的知识点——直流电机部分一、直流电机原理1． 直流电动机的工作原理：如何从几何中线附近的摆动转变为连续转动？2． 直流发电机的工作原理：如何把发出的交流电转变为直流电？（机械整流子）3． 直流电机的结构：转子的铁心是不是空心的？4． 转子铁心的制作工艺，为什么采用如此复杂的工艺？定子铁心为何不采用该工艺？5． 转子绕组为什么称为电枢？6． 换向器与电刷的配合作用？“交变直流；直流变交流。

”的配合作用？7． 直流电机结构上的最大缺陷在何处？8． 额定参数P N U N I N 在电动机与发电机中的不同含义？9． 单叠转子绕组的特点：a=p ，低压高流10． 单波转子绕组的特点：a=1，高压低流11． 电刷合理放置的主要目的是什么？12． 感应电动势只存在于发电机吗？如何实现电气平衡。

13． 电磁转矩只存在于电动机吗？如何实现机械平衡。

14． 直流电机的四种励磁方式？15． 直流电机的空载磁场及其饱和特性。

16． 电枢反应与其三大影响。

17． 直流电机感应电动势与电磁转矩的计算公式。

18． 直流电动机与发电机的稳态平衡方程。

19． 并励电动机的能量流程图。

20． 直流发电机的能量流程图。

21． 转速特性。

（四种励磁方式下）22． 电气过渡过程中机械转速不能突变的概念。

23． 机械过渡过程结束后有，)tan (,t cons I I T T an a Z =Φ==24． 电动机空载？与负载运行的最大区别（I 2=？），直流电机的启动？。

二、变压器1．变压器的的电隔离特性。

电—磁—电（交流电才可以）2．变压器磁路具有封闭性。

而电机磁路不具有。

3．为什么要进行绕组归算？4．等效电路的等效原则。

（两条）5．空载与堵转时的等效电路特例。

6．等效电路及两种近似等效电路。

7．三相变压器的联结组及其表达方式。

8．三相变压器磁路系统的演变。

9．自耦变压器的特点。

10．电流互感器的特点。

11．电压互感器的特点。