直流电机的结构
由直流电动机和发电机工作原理示意图可以看到,直流电机的结构应由定子和转子两大部分组
成。直流电机运行时静止不动的部分称为定子,定子的主要作用是产生磁场,由机座、主磁极、换
向极、端盖、轴承和电刷装置等组成。运行时转动的部分称为转子,其主要作用是产生电磁转矩和
感应电动势,是直流电机进行能量转换的枢纽,所以通常又称为电枢,由转轴、电枢铁心、电枢绕
组、换向器和风扇等组成。 1. 定子 (1)主磁极 主磁极的作用是产生气隙磁场。主
磁极由主磁极铁心和励磁绕组两部分组成。铁心一般用0.5mm~1.5mm厚的硅钢板冲片叠压铆紧而成
,分为极身和极靴两部分,上面套励磁绕组的部分称为极身,下面扩宽的部分称为极靴,极靴宽于
极身,既可以调整气隙中磁场的分布,又便于固定励磁绕组。励磁绕组用绝缘铜线绕制而成,套在
主磁极铁心上。整个主磁极用螺钉固定在机座上, 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 2)换向极 换向极的作
用是改善换向,减小电机运行时电刷与换向器之间可能产生的换向火花,一般装在两个相邻主磁极
之间,由换向极铁心和换向极绕组组成,如8.6所示。换向极绕组用绝缘导线绕制而成,套在换向
极铁心上,换向极的数目与主磁极相等。 (3)机座 电机定子的外壳称为机座,见图8.4
中的3。机座的作用有两个:一是用来固定主磁极、换 图8.5 主磁极的结构 向极和端盖,并
起整个电机的支撑和固定作用; 1―主磁极 2―励磁绕组 3―机座 二是机座本身也是磁路的
一部分,借以构成磁极之间磁的通路,磁通通过的部分称为磁轭。为保证机座具有足够的机械强度
和良好的导磁性能,一般为铸钢件或由钢板焊接而成。 4)电刷装置 电刷装置是用来引入
或引出直流电压和直流电流的,如图8.7所示。电刷装置由电刷、刷握、刷杆和刷杆座等组成。电
刷放在刷握内,用弹簧压紧,使电刷与换向器之间有良好的滑动接触,刷握固定在刷杆上,刷杆装
在圆环形的刷杆座上,相互之间必须绝缘。刷杆座装在端盖或轴承内盖上,圆周位置可以调整,调
好以后加以固定。 图1.6 换向极 图1.7 电刷装置 1―换向极铁心 1―刷握2―电刷 2
―换向极绕组 3―压紧弹簧 4―刷辫 2. 转子(电枢) (1)电枢铁心 电枢铁心是主
磁路的主要部分,同时用以嵌放电枢绕组。一般电枢铁心采用由0.5mm厚的硅钢片冲制而成的冲片
叠压而成(冲片的形状如图8.8(a)所示),以降低电机运行时电枢铁心中产生的涡流损耗和磁滞损耗
。叠成的铁心固定在转轴或转子支架上。铁心的外圆开有电枢槽,槽内嵌放电枢绕组。(2)电枢
绕组 电枢绕组的作用是产生电磁转矩和感应电动势,是直流电机进行能量变换的关键部件,所
以叫电枢。它是由许多线圈(以下称元件)按一定规律连接而成,线圈采用高强度漆包线或玻璃丝包
扁铜线绕成,不同线圈的线圈边分上下两层嵌放在电枢槽中,线圈与铁心之间以及上、下两层线圈
边之间都必须妥善绝缘。为防止离心力将线圈边甩出槽外,槽口用槽楔固定,如图8.9所示。线圈
伸出槽外的端接部分用热固性无纬玻璃带进行绑扎。 (3)换向器 在直流电动机中,换向
器配以电刷,能将外加直流电源转换为电枢线圈中的交变电流,使电磁转矩的方向恒定不变;在直
流发电机中,换向器配以电刷,能将电枢线圈中感应产生的交变电动势转换为正、负电刷上引出的
直流电动势。换向器是由许多换向片组成的圆柱体,换向片之间用云母片绝缘,换向图8.9 电枢槽
的结构 片的紧固通常如图8.10所示,换向片的下部做成鸽 1―槽楔 2―线圈绝缘 3―电枢导
体 尾形,两端用钢制V形套筒和V形云母环固定,再用4―层间绝缘 5―槽绝缘 6―槽底绝缘
螺母锁紧。 4)转轴 转轴起转子旋转的支撑作用,需有一定的机械强度和刚度,一
般用圆钢加工而成。 图8.10 换向器结构 图8.11 单叠绕组元件 1―换向片 2―连接部分
1―首端 2―末端 3―元件边 4―端接部分 5―换向片