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一、 ?直流電機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)及主要系列：
1．直流電機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)：
? ?電機(jī)制造廠按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)電機(jī)的設(shè)計(jì)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)，規(guī)定了電機(jī)的正常運(yùn)行狀態(tài)和條件，通常稱之為額定運(yùn)行情況。凡表征電機(jī)額定運(yùn)行情況的各種數(shù)據(jù)，稱為額定值。額定值一般都標(biāo)注在電機(jī)的銘牌上，所以也稱為銘牌數(shù)據(jù)，它是正確合理使用電機(jī)的依據(jù)。
二、 ?直流電機(jī)的基本工作原理：
? ?直流電機(jī)分為直流電動(dòng)機(jī)和直流發(fā)電機(jī)兩大類，其工作原理可通過直流電機(jī)的簡(jiǎn)化模型進(jìn)行說明。
1．直流發(fā)電機(jī)的工作原理：
? ?圖1.1為直流發(fā)電機(jī)的簡(jiǎn)化模型。
? ?圖中N, S為固定不動(dòng)的定子磁極，abcd是固定在可旋轉(zhuǎn)導(dǎo)磁圓柱體上的轉(zhuǎn)子線圈，線圈的首端a，末端d連接到兩個(gè)相互絕緣并可隨線圈一同轉(zhuǎn)動(dòng)的導(dǎo)電換向片上。轉(zhuǎn)子線圈與外電路的連接是通過放置在換向片上固定不動(dòng)的電刷實(shí)現(xiàn)的。在定子與轉(zhuǎn)子間有間隙存在，稱其為氣隙：
原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)
? ?當(dāng)有原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)轉(zhuǎn)子以一定的轉(zhuǎn)速逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律－發(fā)電機(jī)原理可知，在切割磁場(chǎng)的線圈abcd中將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。兩條有效邊導(dǎo)體產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小應(yīng)為;
e = Bx l v ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（1-1）
? ?若Bx 、l、v在空間相互垂直，則e的大小等于三者的乘積，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向由右手定則確定。
? ?式中Bx為導(dǎo)體所在處的磁通密度，單位為Wb/m.m； L為導(dǎo)體ab或cd的有效長(zhǎng)度，單位為m；v為導(dǎo)體ab或cd與Bx間的相對(duì)線速度，單位為m/s；e為導(dǎo)體感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，單位為V。
2.直流電動(dòng)機(jī)的工作原理：
? ?若把電刷A, B接到一直流電源上，電刷A接電源的正極，電刷B接電源的負(fù)極，此時(shí)在電樞線圈中將有電流流過。
? ?如圖1.2（a）所示為直流電動(dòng)機(jī)的簡(jiǎn)化模型：
? ?位于N極下線圈ab邊和位于S極下線圈的cd邊通以直流電流i，根據(jù)安培電磁力定律 －電動(dòng)機(jī)原理可知，導(dǎo)體中產(chǎn)生電磁力F的大小應(yīng)為：
F＝Bx l i ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（1-2）
? ?若B、i在空間相互垂直，則F的大小等于三者的乘積，方向由左手定則確定。為導(dǎo)體所在處的磁通密度，單位為Wb／m.m；L為導(dǎo)體ab或cd的有效長(zhǎng)度，單位為m；i為導(dǎo)體中流過的電流，單位為A；F為電磁力，單位為N。
? ?在圖1.2（a）的情況下，位于N極下的導(dǎo)體ab受力方向?yàn)閺挠蚁蜃螅挥赟極下的導(dǎo)體cd受力方向?yàn)閺淖笙蛴摇Ｔ撾姶帕εc轉(zhuǎn)子半徑之積即為電磁轉(zhuǎn)矩，該轉(zhuǎn)矩的方向?yàn)槟鏁r(shí)針。當(dāng)電磁轉(zhuǎn)矩大于阻轉(zhuǎn)矩時(shí)，線圈按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。
? ?當(dāng)電樞旋轉(zhuǎn)到圖1.2（b）所示位置時(shí)，原位于S極下的導(dǎo)體cd轉(zhuǎn)到N極下，其受力方向變?yōu)閺挠蚁蜃螅欢挥贜極下的導(dǎo)體ab轉(zhuǎn)到S極下，導(dǎo)體ab受力方向變?yōu)閺淖笙蛴遥撧D(zhuǎn)矩的方向仍為逆時(shí)針方向，線圈在此轉(zhuǎn)矩作用下繼續(xù)按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。
? ?這樣雖然導(dǎo)體中流通的電流為交變的，但N極下的導(dǎo)體受力方向和S極下導(dǎo)體所受力的方向并未發(fā)生變化，電動(dòng)機(jī)在此方向不變的轉(zhuǎn)矩作用下轉(zhuǎn)動(dòng)。電刷的作用是把直流電變成線圈中的交變的電流。
? ?電磁力F的方向由兩個(gè)因素決定；1，導(dǎo)體中的電流方向，2，氣隙磁場(chǎng)的極性。改變其中之一就可以改變電磁力F的方向。
? ?同一臺(tái)直流電機(jī)即可作發(fā)電機(jī)運(yùn)行，也可作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，關(guān)鍵在輸入功率的性質(zhì)，發(fā)電機(jī)原理和電動(dòng)機(jī)原理總是同時(shí)出現(xiàn)的，即電磁的相互作用，電樞電動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩是同時(shí)存在的。
? ?發(fā)電機(jī)：帶上負(fù)載后，在輸出電功率同時(shí)導(dǎo)體元件中產(chǎn)生的電流與磁場(chǎng)相互作用，根據(jù)電磁力定理產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，其方向與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速方向相反，阻礙發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，是制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，原動(dòng)機(jī)要輸入足夠大的拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩來克服制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能輸出。
? ?電動(dòng)機(jī)：軸上輸出機(jī)械功率同時(shí)導(dǎo)體元件在主極下運(yùn)動(dòng)，根據(jù)電磁感應(yīng)定理產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，其方向與電流方向相反，阻礙電流輸入，是反電動(dòng)勢(shì)，外加電源電壓必須大于反電動(dòng)勢(shì)，才能把電流灌入電動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能輸出。
三、 直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)：
? ?直流電機(jī)由定子（固定不動(dòng)）與轉(zhuǎn)子（旋轉(zhuǎn)）兩大部分組成，定子與轉(zhuǎn)子之間有空隙,稱為氣隙。
定子部分包括機(jī)座、主磁極、換向極、端蓋、電刷等裝置；
轉(zhuǎn)子部分包括電樞鐵心、電樞繞組、換向器、轉(zhuǎn)軸、風(fēng)扇等部件。
1風(fēng)扇；2—機(jī)座；3—電樞；4——主磁極；5—刷架；6—換向器；7—接線板；8—出線盒；9—換向極；10—端蓋
1．定子部分：
(1)機(jī)座：
? ?機(jī)座既可以固定主磁極、換向極、端蓋等，又是電機(jī)磁路的一部分（稱為磁軛）。機(jī)座一般用鑄鋼或厚鋼板焊接而成，具有良好的導(dǎo)磁性能和機(jī)械強(qiáng)度。
（2）主磁極：
? ?主磁極的作用是產(chǎn)生氣隙磁場(chǎng)，由主磁極鐵心和主磁極繞組（勵(lì)磁繞組）構(gòu)成。
? ?如圖1.4所示。主磁極鐵心一般由1.0mm～1.5mm厚的低碳鋼板沖片疊壓而成，包括極身和極靴兩部分。極靴做成圓弧形，以使磁極下氣隙磁通較均勻。極身上面套有勵(lì)磁繞組， ?
? ?繞組中通入直流電流。整個(gè)磁極用螺釘固定在機(jī)座上
1--固定主磁極的螺釘； 2—主磁極鐵心；3—?jiǎng)?lì)磁繞組
（3）換向極：
? ?換向極用來改善換向，由鐵心和套在鐵心上的繞組構(gòu)成。
? ?如圖1.5所示。換向極鐵心一般用整塊鋼制成，如換向要求較高，則用1.0mm～1.5mm厚的鋼板疊壓而成，其繞組中流過的是電樞電流。換向極裝在相鄰兩主極之間，用螺釘固定在機(jī)座上。
1—換向極鐵心；2—換向極繞組
（4）電刷裝置：
? ?電刷與換向器配合可以把轉(zhuǎn)動(dòng)的電樞繞組電路和外電路連接并把電樞繞組中的交流量轉(zhuǎn)變成電刷端的直流量。電刷裝置由電刷、刷握、刷桿、刷桿架、彈簧、銅辮構(gòu)成，如圖1.6所示。電刷組的個(gè)數(shù)，一般等于主磁極的個(gè)數(shù)。
1—電刷；2—刷握；3—彈簧壓板； 4—座圈 ? 5—刷桿
? ?電刷與換向器工作面應(yīng)有良好的接觸，正常的電刷壓力為0.15—0.25公斤/平方厘米（±10%）（可用彈簧秤測(cè)量），電刷與刷握框的配合不宜過緊，而須留有不大于0.15毫米左右的間隙。
? ?電刷磨損或碎裂時(shí)，須換以相同規(guī)格（牌號(hào)及尺寸）的電刷，新電刷裝配好后應(yīng)研磨光滑，以達(dá)到與換向器相吻合的接觸面。
? ?研磨電刷的接觸面，須用0號(hào)砂布，砂布的寬度為換向器的長(zhǎng)度，砂布的長(zhǎng)度為換向器的周長(zhǎng)，然后再找一塊橡皮膠，橡皮膠一半貼住砂布的一端，橡皮膠的另一半按轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向貼在換向器上，然后轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子即行。用這種方法研磨電刷，一般接觸面可達(dá)90％以上。
2．轉(zhuǎn)子部分：
（1）電樞鐵心：
? ?電樞鐵心是電機(jī)磁路的一部分，其外圓周開槽，用來嵌放電樞繞組。電樞鐵心一般用0.5mm厚、兩邊涂有絕緣漆的硅鋼片沖片疊壓而成。
? ?（2）換向器（整流子）：換向器是直流電動(dòng)機(jī)的一種特殊裝置：
? ?其外形如圖1-8所示，主要由許多換向片組成，每?jī)蓚€(gè)相鄰的換向片中間是絕緣片。在換向器的表面用彈簧壓著固定的電刷，使轉(zhuǎn)動(dòng)的電樞繞組得以同外電路聯(lián)接。換向器是直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)特征。
? ?換向器表面很光潔，不得有機(jī)械損傷或火花灼痕。如有輕微的灼痕時(shí)，可用00號(hào)吵布在旋轉(zhuǎn)著的換向器上細(xì)細(xì)研磨。如果換向器表面出現(xiàn)嚴(yán)重灼痕或粗糙不平，表面不圓或有局部凹凸現(xiàn)象時(shí)，則應(yīng)拆下電樞進(jìn)行重車。
? ?通常要求換向器表面和光潔度達(dá)到▽6―▽7，越光越好。車削時(shí)，速度不大不于1.5米/秒，最后一刀切削深度進(jìn)刀量不大于0.1毫米，清除換向器表面的切屑及毛刺等雜物，最后將整個(gè)電樞吹凈裝配。換向器在負(fù)載下長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)后，表面會(huì)產(chǎn)生一層堅(jiān)硬的深褐色的薄膜，這層薄膜能保護(hù)換向器不受磨損，因此要保存這層薄膜，不應(yīng)磨去。
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