一、直流电动机构成 直流电动机由定子和转子两大部分组成。 （一）、 定子部分： 1) 机座 机座一般用导磁性能较好的铸钢件或钢板焊接而成。机座有两方面的作用：一方面起导磁作用，作为电机磁路的一部分。另一方面起安装、支撑作用。 2) 主磁极 主磁极通入直流励磁电流，产生电机工作的主磁场，它由主磁极铁心和励磁绕组组成。主磁极铁心为电机磁路的一部分，主磁极绕组的作用是通入直流电产生励磁磁场。 3) 换向磁极 换向磁极是位于两个主磁极之间的小磁极，又称为附加磁极，其作用是产生换向磁场，改善电机的换向。它由换向磁极铁心和换向磁极绕组组成。 4) 电刷装置 电刷装置的作用是通过电刷与换向器的滑动接触，把电枢绕组中的电动势（或电流）引到外电路，或把外电路的电压、电流引入电枢绕组。 （二）、 转子(电枢)： 直流电动机的转子又称电枢，它是产生感应电动势、电流、电磁转矩而实现能量转换的部件。 1) 电枢铁心 电枢铁心是直流电动机主磁路的一部分，在铁心槽中嵌放电枢绕组。电枢铁心一般采用硅钢片叠压而成。 2) 电枢绕组 电枢绕组的作用是通过电流产生感应电动势和电磁转矩实现能量转换。 3) 换向器 换向器的作用是将电枢中的交流电动势和电流转换成电刷间的直流电动势和电流，从而保证所有导体上产生的转矩方向一致。 4) 转轴 转轴作用是用来传递转矩。为了使电机能可靠地运行，转轴一般用合金钢锻压加工而成。 5) 风扇 风扇用来降低运行中电机的温升。 直流电动机的工作原理如下：如下上图所示为Zui简单的直流电动机的原理图。其换向器是由二片互相绝缘的半圆铜环（换向片）构成的，每一换向片都与相应的电枢绕组连接，与电枢绕组同轴旋转，并与电刷A、B相接触。若电刷A是正电位，B是负电位，那么在N极范围内的转子绕组ab中的电流从a流向b，在S极范围内的转子绕组cd中的电流从c流向d。转子载流导体在磁埸中要受到电磁力的作用，根据磁场方向和导体中的电流方向，利用电动机左手定则判断，如图中ab边受力方向是向左，而cd则向右。由于磁场是对称的，导体中流过的又是相同的电流，ab边和cd边所受的电磁力的大小相等。这样转子线圈上受到的电磁力 f的作用而按逆时针方向旋转。当线圈转到磁极的中性面时，线圈中的电流为零。电磁力也等于零。但由于惯性的作用，线圈继续转动。线圈转过半圈之后，ab与cd的位置调换了，ab转到S极范围内，cd转到N极范围内，由于电刷和换向片的作用，转到N极下的cd边中的电流方向也变了，是从d流向c，在S极下的ab边中的电流，则从b流向a。电磁力f的方向仍然不变，转子线圈仍按逆时针方向转动。可见，分别在N，S极范围内的导体中的电流方向总是不变的。线圈二边受力方向也不变。这样，线圈就可以按受力方向不停地旋转。这就是直流电动机的工作原理。 三、结论： 直流电机的运行是可逆的。即一台直流电机即可作为发电机运行，也可作为电动机运行。当它作为发电机运行时，外加转矩拖动转子旋转，绕组产生感应电动势，接通负载以后提供电流，从而将机械能转变成电能。当它作为直流电动机运行时，通电的绕组导体在磁场中受力，产生电磁转矩并拖动负载转动，从而将电能变成机械能。上图所示为他励电机。励磁绕组与电枢回路各自分开，励磁绕组由独立的直流电源供电。也有用yongjiu磁铁作为主极磁场的电机，也可作他励。图中与电枢串接小磁极N、S为换向磁极。 要改变直流电动机的旋转方向，就需要改变直流电动机的电磁转矩方向，而电磁转矩决定于主极磁通和电枢电流的相互作用，故改变电动机转向的方法有二种：一是改变励磁电流的方向；另一种是改变电枢电流的方向。如果改变励磁电流和电枢电流的方向，则电机的转向不变。 |
二、直流电动机的工作原理| 电机转速、扭矩和功率计算公式 含义： 1kg=9.8N 1千克的物体受到地球的吸引力是9.8牛顿。 含义： 9.8N·m 推力点垂直作用在离磨盘中心1米的位置上的力为了9.8N。 转速公式：n＝60f/P (n＝转速，f＝电源频率，P＝磁极对数) 扭矩公式：T=9550P/n T是扭矩，单位N·m P是输出功率，单位KW n是电机转速，单位r/min 扭矩公式：T=973P/n T是扭矩，单位Kg·m P是输出功率，单位KW n是电机转速，单位r/min 形象的比喻: 功率与扭矩哪一项Zui能具体代表车辆性能？有人说：起步靠扭矩，加速靠功率，也有人说：功率大代表极速高，扭矩大代表加速好，其实这些都是片面的错误解释，其实车辆的前进一定是靠发动机所发挥的扭力，所谓的「扭力」在物理学上应称为「扭矩」，因为以讹传讹的结果，大家都说成「扭力」，也就从此流传下来，为导正视听，我们以下皆称为「扭矩」。 扭矩的观念从小学时候的「杠杆原理」就说明过了，定义是「垂直方向的力乘上与旋转中心的距离」，公制单位为牛顿-米(N-m)，除以重力加速度9.8m/sec2之后，单位可换算成国人熟悉的公斤-米(kg-m)。英制单位则为磅-呎(lb-ft)，在美国的车型录上较为常见，若要转换成公制，只要将lb-ft的数字除以7.22即可。汽车驱动力的计算方式：将扭矩除以车轮半径即可由发动机功率－扭矩输出曲线图可发现，在每一个转速下都有一个相对的扭矩数值，这些数值要如何转换成实际推动汽车的力量呢？答案很简单，就是「除以一个长度」，便可获得「力」的数据。举例而言，一部1.6升的发动机大约可发挥15.0kg-m的Zui大扭矩，此时若直接连上185/60R14尺寸的轮胎，半径约为41公分，则经由车轮所发挥的推进力量为15/0.41=36.6公斤的力量(事实上公斤并不是力量的单位，而是重量的单位，须乘以重力加速度9.8m/sec2才是力的标准单位「牛顿」)。 举例说明，以小齿轮带动大齿轮，假设小齿轮的齿数为15齿，大齿轮的齿数为45齿。当小齿轮以3000rpm的转速旋转，而扭矩为20kg-m时，传递至大齿轮的转速便降低了1/3，变成1000rpm；扭矩反而放大三倍，成为60kg-m。这就是发动机扭矩经由变速箱可降低转速并放大扭矩的基本原理。 在汽车上，发动机输出至轮胎为止共经过两次扭矩的放大，第一次由变速箱的档位作用而产生，第二次则导因于Zui终齿轮比（或称Zui终传动比）。扭矩的总放大倍率就是变速箱齿比与Zui终齿轮比的相乘倍数。举例来说，手排的一档齿轮比为3.250，Zui终齿轮比为4.058，而发动机的Zui大扭矩为14.6kgm/5500rpm，于是我们可以算出第一档的Zui大扭矩经过放大后为14.6×3.250×4.058=192.55kgm，比原发动机放大了13倍。此时再除以轮胎半径约0.41m，即可获得推力约为470公斤。上述的数值并不是实际的推力，毕竟机械传输的过程中必定有磨耗损失，必须将机械效率的因素考虑在内。 |
星角启动已不是什么高科技了，平时也没怎么在意。直到一次实际中因为接错线而造成星角启动失败，让我有了些思考。为此我也在网上看了不少的帖子和文章，大家基本达成一致，那就是不管怎样接错线，也不会出现星接正转、角接反转的情况。于是问题转化为:可以接出两种角接的接法，这两种角接转向一致。有认真的师傅用电机亲自接了两种角接试验转向，结果转向一致。看下图，这样接星接、角接转向一致。 至此问题好像解决了，但我又想了一个问题:我们只是验证了分别这两种接法的转向相同，但实践中究竟可不可以呢？实际中，封星接触器和角接接触器用互锁回路，从星接切到角接可能1秒都不到。采用传统的星接，电流参考方向是首端到末端，励磁顺序是UVW;到角接时，Uab加到V相绕组中，电流参考方向是末端到首端，励磁顺序没变，但Uab超前Ua30度，也就是星接时应该U相励磁了，这时换角接，突然变成了V相励磁了，并且电压还超前了30度，那他可以成功切换过去么？会不会星接到角接中间，因为电机转动反向发电，这时换角接，对系统产生一定冲击而使空开过流跳闸呢？可惜现在没条件试验，也许我庸人自扰想多了，但我发现很多人都说又角接反转的情况，我就想是不是这种冲击使电机有突然减速的情况而被认为反转呢？ 我还是再画一个图描述一下吧。左图是正规接法，肯定没问题。如果接线错误接成了右边的样子，那么能实现星角转换么？现在已经证实的是，两图中的单独角接时电机转向相同。 只是这几天我想是不是有这样一个问题: |