直流电动机的结构及特点

直流电动机的结构由定子和转子两大部分组成。直流电动机运行时，静止不动的部分称为定子。定子的主要作用是产生磁场。它由机座、主磁极、换向极、端盖、轴承和电刷装置等组成。直流电动机运行时，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，是直流电动机进行能量转换的枢纽，所以又称为电枢。它由转轴、电枢铁芯、电枢绕组、换向器和风扇等组成。直流电动机的结构如图2.1所示。

图2.1　直流电动机的结构

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—电枢铁芯

1.定子

1）主磁极

主磁极的作用是产生气隙磁场。主磁极由主磁极铁芯和励磁绕组两部分组成。铁芯一般用0.5～1.5mm 厚的硅钢板冲片叠铆而成，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，套在主磁极铁芯上。整个主磁极用螺栓固定在机座上，如图2.2所示。

2）换向极

换向极一般装在两个相邻主磁极之间，由换向极铁芯和换向极绕组组成，如图2.3所示。换向极绕组用绝缘导线绕制而成，套在换向极铁芯上，换向极的数目与主磁极相等。

换向极的作用是改善换向，减小电动机运行时电刷与换向器之间可能产生的换向火花。由于换向极是位于主磁极之间的小磁极，不会影响电动机的正常工作。

3）机座

电动机定子的外壳称为机座，如图2.1所示。机座的作用有两个：一是用来固定主磁极、换向极和端盖，并对整个电动机起支撑和固定作用；二是机座本身也是磁路的一部分，借以构成磁极之间的磁通路，磁通通过的部分称为磁轭。为保证具有足够的机械强度和良好的导磁性能，机座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2.4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2.2　主磁极的结构

1—主磁极；2—励磁绕组；3—机座

图2.3　换向极的结构

1—换向极铁芯；2—换向极绕组

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图2.4　电刷的结构

1—刷握；2—电刷；3—压紧弹簧；4—刷辫

2.转子（电枢）

1）电枢铁芯

电枢铁芯是主磁路的主要部分，同时用于嵌放电枢绕组。一般电枢铁芯采用由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2.5（a）所示），以降低电动机运行时电枢铁芯中产生的涡流损耗和磁滞损耗。叠成的铁芯固定在转轴或转子支架上，铁芯的外圆上开有电枢槽，槽内嵌放电枢绕组。

图2.5　直流电动机转子的结构

1—转轴；2—电枢铁芯；3—换向器；4—电枢绕组；5—镀锌钢丝；6—电枢绕组；7—风扇

2）电枢绕组

电枢绕组的作用是产生感应电动势和电磁转矩，是直流电动机进行能量变换的关键部件，所以称为电枢。它由许多线圈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，不同的线圈边分上、下两层嵌放在电枢槽中，线圈与铁芯之间以及上、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，槽口应用槽楔固定，如图2.6所示。线圈伸出槽外的连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，能将外加的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。换向器是由许多换向片组成的，形状是圆柱体。换向片之间用云母片绝缘，换向片的下部做成燕尾形，两端用钢制V 形套筒和V 形云母环固定，再用螺母锁紧。换向片的结构如图2.7所示。

图2.6　电枢槽的结构

1—槽楔；2—线圈绝缘；3—电枢导体；4—层间绝缘；5—槽绝缘；6—槽底绝缘

图2.7　换向器的结构

1—换向片；2—连接部分

4）转轴

转轴起支撑转子旋转的作用，需有一定的机械强度和刚度，一般用圆钢加工而成。