任務(wù)12直流電動機(jī)的認(rèn)知與拆裝檢測83課件

任務(wù)1-2直流電動機(jī)的認(rèn)知與拆裝檢測了解直流電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及各部分的主要作用;熟悉直流電動機(jī)的工作原理;了解直流電動機(jī)的分類。能掌握小型直流電動機(jī)的拆裝工藝;能正確使用各種拆裝工具，完成直流電動機(jī)的拆裝;能正確處理直流電動機(jī)常見故障。學(xué)習(xí)目標(biāo)01

直流電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)認(rèn)知03

直流電動機(jī)的銘牌和技術(shù)數(shù)據(jù)02直流電動機(jī)的工作原理認(rèn)知04

直流電動機(jī)的分類和應(yīng)用學(xué)習(xí)任務(wù)電動機(jī)按電源種類的不同可分為交流電動機(jī)和直流電動機(jī)。和交流電動機(jī)相比，直流電動機(jī)具有如下特點(diǎn)：調(diào)速范圍廣，調(diào)速平穩(wěn)、方便；過載能力強(qiáng)，能承受頻繁的沖擊負(fù)載；可實(shí)現(xiàn)頻繁的無極快速快速起動、制動和反轉(zhuǎn)；能滿足生產(chǎn)過程自動化系統(tǒng)各種不同的特殊運(yùn)行要求。直流發(fā)電機(jī)則具有提供無脈動的電力、輸出電壓便于精確地調(diào)節(jié)和控制等特點(diǎn)。但直流電動機(jī)也有它顯著的缺點(diǎn)：一是制造工藝復(fù)雜，消耗有色金屬較多，生產(chǎn)成本高；二是直流電動機(jī)在運(yùn)行時由于電刷與換向器之間易產(chǎn)生火花，因而運(yùn)行可靠性較差，維護(hù)較困難。因此，直流電動機(jī)在一些領(lǐng)域中已被交流變頻調(diào)速系統(tǒng)所取代，但目前直流電動機(jī)的應(yīng)用仍占有較大的比值。本任務(wù)主要了解直流電動機(jī)的工作原理、基本結(jié)構(gòu)、各部分的作用及分類，學(xué)會直流電動機(jī)拆裝與維修的基本技能。01

直流電動機(jī)的結(jié)構(gòu)認(rèn)知(a)立面圖(b)截面圖

1-機(jī)座2-主磁極3-轉(zhuǎn)軸4-電樞鐵心5-換向磁極6-電樞繞組7-換向器8-電刷圖2.1直流電動機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖直流電動機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2.1所示。它由定子和轉(zhuǎn)子兩個基本部分組成。一、定子定子是直流電動機(jī)的靜止部分，其主要由主磁極、換向磁極、機(jī)座、端蓋與電刷裝置等組成。1.主磁極主磁極由磁極鐵心和勵磁繞組組成，磁極鐵心由1~1.5mm厚的低碳鋼板沖片疊壓鉚接而成。當(dāng)在勵磁線圈中通入直流電流后，便產(chǎn)生主磁場。主磁極可以有一對、兩對或更多對，它是用螺栓固定在機(jī)座上。2.換向磁極換向磁極也是由鐵心和換向磁極繞組組成，位于兩主磁極之間，是比較小的磁極。其作用是產(chǎn)生附加磁場，以改善電動機(jī)的換向條件，減少電刷與換向片之間的火花。換向磁極繞組總是與電樞繞組串聯(lián)，其匝數(shù)少，導(dǎo)線粗。換向磁極鐵心通常都用厚鋼板疊制而成，在小功率的直流電動機(jī)中也有不裝換向磁極的。3.機(jī)座機(jī)座由鑄鋼或厚鋼板制成，它是電動機(jī)的支架，用來安裝主磁極和換向磁極等部件，它既是電動機(jī)的固定部分，又是電動機(jī)磁路的一部分。4.端蓋與電刷在機(jī)座的兩邊各有一個端蓋，端蓋的中心處裝有軸承，用以支持轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸。端蓋上還固定有電刷架，利用彈簧把電刷壓在轉(zhuǎn)子的換向器上，電刷與換向器配合可以把轉(zhuǎn)動的電樞繞組電路與外電路相連接，并把電樞繞組中的交流電轉(zhuǎn)變成電刷兩端的直流電。二、轉(zhuǎn)子直流電動機(jī)的轉(zhuǎn)子又稱為電樞，其主要由電樞鐵心、電樞繞組、換向器、轉(zhuǎn)軸和風(fēng)扇等組成。1.電樞鐵心電樞鐵心通常用0.5mm厚、表面涂有絕緣的硅鋼片疊壓而成，其表面均勻開槽，用來嵌放電樞繞組。電樞鐵心也是直流電動機(jī)磁路的一部分。2.電樞繞組電樞繞組由許多相同的線圈組成，按一定規(guī)律嵌放在電樞鐵心的槽內(nèi)，并與換向器連接，其作用是產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩。3.換向器換向器又稱整流子，是直流電機(jī)的特有裝置。它由許多楔形銅片組成，片間用云母或者其它墊片絕緣。外表呈圓柱形，裝在轉(zhuǎn)軸上。每一換向銅片按一定規(guī)律與電刷繞組的線圈連接。在換向器的表面壓著電刷，使旋轉(zhuǎn)的電刷繞組與靜止的外電路相通，其作用是將直流電動機(jī)輸入的直流電流轉(zhuǎn)換成電樞繞組內(nèi)的交變電流，進(jìn)而產(chǎn)生恒定方向的電磁轉(zhuǎn)矩，或是將直流發(fā)電機(jī)電樞繞組中的交變電動勢轉(zhuǎn)換成輸出的直流電壓。4.氣隙定子與轉(zhuǎn)子之間有空隙，稱為氣隙。在小容量電動機(jī)中，氣隙為0.5~3mm。氣隙數(shù)值雖小，但磁阻很大，是電動機(jī)磁路中的主要組成部分。氣隙的大小對電動機(jī)的運(yùn)行性能有很大影響。02

直流電動機(jī)的工作原理認(rèn)知所有電機(jī)都是依據(jù)兩條基本原理制造的：一條是導(dǎo)線切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，即電磁感應(yīng)的原理；另一條是載流導(dǎo)體在磁場中受電磁力的作用，即電磁力定律。前者是發(fā)電機(jī)的基本原理，后者是電動機(jī)的基本原理。因此，從結(jié)構(gòu)上來看，任何電機(jī)都包括磁路部分和電路部分，從原理上都體現(xiàn)著電和磁的相互作用。圖2.2直流電動機(jī)工作原理圖圖2.2所示為直流電動機(jī)工作原理圖，將直流電源接至電刷兩端，當(dāng)電刷A接至電源的正極，電刷B接至負(fù)極，電流將從電源正極流出，經(jīng)過電刷A、換向片1、線圈abcd到換向片2和電刷B，最后回到負(fù)極。根據(jù)電磁力定律，載流導(dǎo)體在磁場中受電磁力的作用，其方向由左手定則確定。圖2.2中ab導(dǎo)體所受電磁力方向向左，而導(dǎo)體cd所受電磁力的方向向右，這樣就產(chǎn)生了一個轉(zhuǎn)矩。在轉(zhuǎn)矩的作用下，電樞便按逆時針方向旋轉(zhuǎn)起來。當(dāng)電樞從圖2.2所示的位置轉(zhuǎn)過90°時，線圈磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，因而使電樞旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩消失，但由于機(jī)械慣性，電樞仍能轉(zhuǎn)過一個角度，使電刷A、B分別與換向片2、1接觸，于是線圈中又有電流流過。此時電流從正極流出，經(jīng)過電刷A、換向片2、線圈到換向片1和電刷B，最后回到電源負(fù)極，此時導(dǎo)體ab中的電流改變了方向，同時導(dǎo)體ab已由N極下轉(zhuǎn)到S極下，其所受電磁力方向向右。同時，處于N極下的導(dǎo)體cd所受的電磁力方向向左。因此，在轉(zhuǎn)矩的作用下，電樞繼續(xù)沿著逆時針方向旋轉(zhuǎn)，這樣電樞便一直旋轉(zhuǎn)下去，這就是直流電動機(jī)的基本原理。03

直流電動機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)每臺直流電機(jī)的機(jī)座上都有一個銘牌，其上標(biāo)有電機(jī)型號和各項額定值，用以表示電機(jī)的主要性能和使用條件，圖2.3為某臺直流電動機(jī)的銘牌。圖2.3某臺直流電動機(jī)銘牌1.電機(jī)型號型號表明電機(jī)的系列及主要特點(diǎn)。知道了電機(jī)的型號，便可從相關(guān)手冊及資料中查出該電機(jī)的有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)。型號Z4-112/2-1的含義如下：2.額定功率PN指電動機(jī)在額定運(yùn)行時軸上輸出的機(jī)械功率。3.額定電壓UN指額定運(yùn)行狀況下，直流電動機(jī)的輸入電壓。4.額定電流IN指額定電壓和額定負(fù)載時允許電動機(jī)長期輸入的電流。5.額定轉(zhuǎn)速nN額定轉(zhuǎn)速是電機(jī)在額定磁通下的轉(zhuǎn)速，此時額定電動勢等于額定電壓。6.電動機(jī)額定效率ηN指直流電動機(jī)額定輸出功率PN與電動機(jī)額定輸入功率P1=UNIN比值的百分?jǐn)?shù)。此外，銘牌上還標(biāo)有勵磁方式、額定勵磁電壓、額定勵磁電流和絕緣等級等參數(shù)。04

直流電動機(jī)的分類直流電動機(jī)的分類方式很多，可以按照勵磁方式分類，還可以分別按轉(zhuǎn)速、電流、電壓、防護(hù)形式、安裝結(jié)構(gòu)型式和通風(fēng)冷卻方式等特種來分類。下面重點(diǎn)介紹按照勵磁方式進(jìn)行分類。勵磁方式是指直流電動機(jī)主磁場的產(chǎn)生方法。一類是由永久磁鐵產(chǎn)生，稱永磁直流電動機(jī)；另一類是由主極繞組通直流電產(chǎn)生，根據(jù)主極繞組與電樞繞組接法的不同分他勵、并勵、串勵和復(fù)勵電動機(jī)，如圖2.4所示。圖2.4直流電動機(jī)的勵磁方式05

直流電動機(jī)的應(yīng)用1.直流電動機(jī)的起動直流電動機(jī)由靜止?fàn)顟B(tài)到正常運(yùn)行的過程稱為起動。直流電動機(jī)起動時的主要問題是起動電流比較大。直流電動機(jī)常用的起動方法有全壓起動和降壓起動。與三相異步電動機(jī)一樣，降壓起動即是在起動時降低加在電動機(jī)上的電壓，隨著轉(zhuǎn)速升高，逐步增加電壓到正常運(yùn)轉(zhuǎn)。目前采用的方法主要是由晶閘管構(gòu)成的可控整流電路作為直流電動機(jī)的可調(diào)直流電源。2.直流電動機(jī)的調(diào)速直流電動機(jī)的調(diào)速有以下三種方法：即改變電源電壓調(diào)速；減小主磁通調(diào)速；在電樞回路串電阻調(diào)速。串電阻調(diào)速方法目前已基本不用。3.直流電動機(jī)的應(yīng)用（1）并勵直流電動機(jī)調(diào)速較方便，曾在大型機(jī)床、冶金機(jī)械中使用，目前已少用。（2）串勵直流電動機(jī)的牽引性能較好，曾在起重設(shè)備、電傳動機(jī)車及車輛中使用，目前已少用。（3）直流電動機(jī)使用時應(yīng)注意：串勵直流電動機(jī)絕不允許空載起動；并勵直流電動機(jī)勵磁繞組在運(yùn)行時決不允許開路。