直流電動(dòng)機(jī)的基本工作原理

　　直流電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造較復(fù)雜，價(jià)格也比交流電動(dòng)機(jī)昂貴,維護(hù)維修也較困難。近年來，由于變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，在中小功率的電動(dòng)機(jī)調(diào)速領(lǐng)域中，交流電動(dòng)機(jī)正逐步取代直流電動(dòng)機(jī)。盡管如此，由于直流電動(dòng)機(jī)具有轉(zhuǎn)速穩(wěn)定、便于大范圍平滑調(diào)速、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大等優(yōu)點(diǎn)，因此，廣泛用于要求進(jìn)行平滑、穩(wěn)定、大范圍的調(diào)速或需靈活控制起動(dòng)、制動(dòng)的生產(chǎn)機(jī)械。特別是對(duì)調(diào)速要求較高的工作裝置(特別是大功率的工作裝置)仍然采用直流電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)。事實(shí)上、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)也隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展而不斷地發(fā)展和完善著。這里主要介紹直流電動(dòng)機(jī)的基本工作原理、基本構(gòu)造、運(yùn)行特性和調(diào)速方法。

　　直流電動(dòng)機(jī)的基本工作原理是建立在電磁感應(yīng)和電磁力的基礎(chǔ)上的。圖1為直流電動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)成圖。

　　圖1 直流電動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)成團(tuán)

　　它主要由磁極、電樞、電刷及換向片(又稱整流子或轉(zhuǎn)換器)等三大部分構(gòu)成。

　　N、s兩個(gè)磁極在工作時(shí)固定不動(dòng)，故又稱定子。定子磁極用于產(chǎn)個(gè)主磁場(chǎng)。在永磁式直流電動(dòng)機(jī)中(一般為小功率的直流電動(dòng)機(jī))，磁極采用永磁材料制成。充磁后即可產(chǎn)生恒定磁場(chǎng)。在他勵(lì)式直流電動(dòng)機(jī)中，磁極由沖壓的硅鋼片迭加而成；外繞勵(lì)磁線圈，由外加勵(lì)磁電流才能產(chǎn)生磁場(chǎng)。在磁極的內(nèi)側(cè)有一個(gè)安裝在軸承上可以轉(zhuǎn)動(dòng)的鐵心(電樞鐵心，為便于看清結(jié)構(gòu)，圖中用雙點(diǎn)畫線表示鐵心)。

　　電樞是直流電動(dòng)機(jī)中的轉(zhuǎn)動(dòng)部分，故又稱轉(zhuǎn)子。它由硅鋼片疊成，并在表面嵌有繞組(電樞繞組)(圖中只畫出了一匝)。繞組的起頭和終端接在與電樞鐵心同軸轉(zhuǎn)動(dòng)的一個(gè)換向片上，同固定在機(jī)座上的電刷聯(lián)接，而與外加的電樞電源相連。

　　當(dāng)電樞繞組中通過直流電時(shí)，在定子磁場(chǎng)的作用下就會(huì)產(chǎn)生帶動(dòng)負(fù)載旋轉(zhuǎn)的電磁力和電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。