2.6 直流電動機(jī)

2.6.1 直流電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

如圖2-50所示，直流電動機(jī)的組成可分為定子、轉(zhuǎn)子和換向機(jī)構(gòu)三大部分。

1.定子部分

定子部分主要由主磁極、換向極、機(jī)座和電刷裝置組成。

主磁極（圖2-51）由主極鐵心和套裝在鐵心上的勵磁繞組組成，其作用是建立主磁場。換向極（亦稱換向磁極）由鐵心和繞組組成，其作用是改善直流電動機(jī)的換向情況，使電動機(jī)運(yùn)行時不產(chǎn)生有害的電火花。機(jī)座通常由鑄鋼或厚鋼板焊接而成，其作用是固定主磁極、換向極和端蓋。同時，機(jī)座也是磁路的一部分。電刷裝置（圖2-52）由電刷、刷握、刷桿和連線等組成，其作用是將直流電源引入電動機(jī)內(nèi)部。

圖2-50 直流電動機(jī)的結(jié)構(gòu)

1、6—電樞繞組 2—換向極 3—轉(zhuǎn)子（電樞） 4—主磁極 5—機(jī)體（與機(jī)座焊成一體，同時作為磁路的一部分，亦稱磁軛） 7、12—勵磁繞組 8、16—風(fēng)扇 9、15—軸承 10—輸出軸 11—機(jī)座 13—換向器 14—電刷裝置

圖2-51 主磁極結(jié)構(gòu)

圖2-52 電刷裝置

a）電刷裝置的結(jié)構(gòu) b）電刷在刷握中的安放

2.轉(zhuǎn)子部分

轉(zhuǎn)子（亦稱電樞，圖2-53）部分主要由電樞鐵心、電樞繞組、換向器以及轉(zhuǎn)軸、風(fēng)扇等組成。

圖2-53 轉(zhuǎn)子（電樞）部分

電樞鐵心一般用厚度為0.5mm且沖有齒和槽的硅鋼片疊壓夾緊而成，作為電樞繞組的支承部件。同時，電樞鐵心也是主磁路的一部分。

電樞繞組一般用絕緣的圓形或矩形截面的導(dǎo)線繞制而成，上下層導(dǎo)線之間以及導(dǎo)線與電樞鐵心之間做可靠絕緣，并用槽楔壓緊。電樞繞組構(gòu)成直流電動機(jī)的電路部分。

換向器（圖2-54）由多片燕尾形的換向片組成，換向片在圓周方向上排列成一個圓筒，換向片與換向片之間用V形云母絕緣。換向器和電刷裝置配合，將直流電源引入電動機(jī)。

圖2-54 換向器

a）結(jié)構(gòu)示意圖 b）實(shí)物照片

3.換向機(jī)構(gòu)

換向機(jī)構(gòu)由換向器和電刷裝置兩部分組成，電刷裝置固定在定子上，換向器與轉(zhuǎn)子上的電樞繞組相連，換向器內(nèi)的換向片與電刷保持滑動接觸。換向機(jī)構(gòu)的作用是將電刷上所通過的直流電流轉(zhuǎn)換為繞組內(nèi)的交變電流，并保證每一磁極下，電樞導(dǎo)體的電流方向不變，以產(chǎn)生恒定的電磁轉(zhuǎn)矩。

2.6.2 直流電動機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用

1.直流電動機(jī)的優(yōu)點(diǎn)

直流電動機(jī)與交流電動機(jī)相比，具有優(yōu)良的調(diào)速性能和起動性能：直流電動機(jī)的調(diào)速范圍寬廣，調(diào)速特性平滑，可實(shí)現(xiàn)頻繁的無級快速起動、制動和反轉(zhuǎn)，易于控制；直流電動機(jī)過載能力較強(qiáng)，起動和制動轉(zhuǎn)矩較大。

2.直流電動機(jī)的缺點(diǎn)

由于直流電動機(jī)存在換向器，因而制造工藝復(fù)雜，價格較高；運(yùn)行時由于電刷與換向器之間容易產(chǎn)生火花，因而可靠性較差，維護(hù)比較困難。

在一些對調(diào)速性能要求不高的領(lǐng)域中，直流電動機(jī)已被交流變頻調(diào)速系統(tǒng)所取代。但是在某些要求調(diào)速范圍大、快速性高、精密度好、控制性能優(yōu)異的場合，直流電動機(jī)的應(yīng)用目前仍占有較大的比重。

3.直流電動機(jī)的應(yīng)用

由于直流電動機(jī)具有良好的起動和調(diào)速性能，常應(yīng)用于對起動和調(diào)速有較高要求的場合，如大型可逆式軋鋼機(jī)、礦井卷揚(yáng)機(jī)、賓館高速電梯、龍門刨床、電力機(jī)車、城市電車、地鐵列車、電動自行車、造紙和印刷機(jī)械、船舶機(jī)械、大型精密機(jī)床和大型起重機(jī)等生產(chǎn)機(jī)械中。