《电机控制及拖动技术》课第3单元课程单元教学设计
（2012～ 2013学年第1学期）
单元名称：直流电动机的拆装
所属院部：工程学院
制定人：郭光振
合作人：张风明
制定时间： 2012年8月20日
聊城职业技术学院
电机控制及拖动技术课程单元教学设计
案例
和
教学
材料
（指教材或讲义、课件、参考资料、仪器、设备等）
一、直流电机到底是如何转起来的呢？（直流电机
的原理）（启发教学）（PPT及实物演示）
图中、为一对固定的磁极，是装在可
以转动的圆柱体表面上的一个线圈称为电枢，把线
圈的两端分别接到两个圆环（称为滑环）上，在滑
环上分别放上两个固定不动的由石墨制成的电刷
和。通过电刷和把旋转着的电路与外
部电路相联接。载流导体、上受到的电磁力为
导体受力的方向用左手定则确定，导体的受力方向是从右向左，导体的受力方
向是从左向右，如图所示。这一对电磁力形成了作用于电枢一个力矩，这个力矩在旋转
电机里称为电磁转矩，转矩的方向是逆时针方向，电枢一经转动，由于换向器配合电刷
对电流的换向作用，直流电流交替地由导体和流入，使线圈边只要处于极下，其中通过电流的方向总是由电刷流入的方向，而在极下时，总是从电刷流出的
方向。这就保证了每个极下线圈边中的电流始终是一个方向，从而形成一种方向不变的
转矩，使电动机能连续地旋转。这就是直流电动机的工作原理。
二、电机的初步拆装操作（边拆边讲直流电机的结构及物理参数）（PPT及挂图）
1、结构：
直流电机是由静止的定子部分和转动的转子部分构成的，定、转子之间有一定大小的间隙（以后称为气隙）。
1、定子部分：直流电机定子部分主要由主磁极、换向极、机座和电刷装置等组成。
（1）主磁极又称主极。在一般大中型直流电机中，主磁极是一种电磁铁。
（2）换向极容量在1kw以上的直流电机，在相邻两主磁极之间要装上换向极。换向
极又称附加极或间极，其作用为了改善直流电机的换向。
1—换向器；2—电刷装置；
3—机座；4—主磁极；
5—换向极；6—端盖；
7—风扇；8—电枢绕组；
9—电枢铁心
（3）机座一般直流电机都用整体机座。所谓整体机座，就是一个机座同时起两方面
的作用：一方面起导磁的作用，一方面起机械支撑的作用。
（4）电刷装置电刷装置是把直流电压、直流电流引入或引出的装置。
2、转子部分：直流电机转子部分主要由电枢铁心和电枢绕组、换向器、转轴和风扇等组成。
（1）电枢铁心电枢铁心作用有二，一个是作为主磁路的主要部分；另一个是嵌放电枢绕组。
（2）电枢绕组它是直流电机的主要电路部分，是通过电流和感应产生电动势以实现机电能量转换。
（3）换向器在直流发电机中，它的作用是将绕组内的交变电动势转换为电刷端上的直流电动势；在直流电动机中，它将电刷上所通过的直流电流转换为绕组内的交变电流。
2、物理参数：
当电机带上负载后，电枢绕组中就有电流流过，在电机磁路中，又形成一个磁通势，这个磁通势称为电枢磁通势。因此，负载时的气隙磁场将由励磁磁通势和电枢磁通势共同作用所建立。电枢磁通势的出现，必然会影响空载时只有励磁磁通势单独建立的磁场，有可能改变气隙磁密分布及每极磁通量的大小。通常把负载时电枢磁通势对主磁场的这种影响称为电枢反应，电枢反应对直流电机的运行性能影响很大。电枢磁通势如何影响电机中的主磁场呢？
电枢磁通势是由电枢电流所产生的，从对电枢绕组的分析可知，不论什么型式的绕组，其各支路中的电流是通过电刷引入或引出的。在一个极下元件边中电流方向是相同的，相邻的不同极性的磁极下元件边中电流方向总是相反的。因此，电刷是电枢表面电流分布的分界线。在电枢磁通势的作用下，电刷在几何中性线上时的电枢磁场分布如图所示。
由于电刷和换向器的作用，尽管电枢是旋转的，但是每极下元件边中的电流方向是不变的，因此电枢磁通势以及由它建立的电枢磁场是不动的。电枢磁场的轴线总是与电刷轴线重合，并与励磁磁通势产生的主磁场轴线相互垂直。
现在研究电枢磁通势的大小和电枢磁场的磁密沿电枢表面分布的情况。首先讨论一个元件所产生的电枢磁通势。
