直流电机结构

能够将直流电能转换为机械能或将机械能转换为直流电能的机电装置称为直流电机。

如果直流电机将直流电能转换为机械能，则称为直流电动机。如果电机将机械能转换为直流电能，则称为直流发电机。直流电动机和直流发电机具有相似的结构。

典型的直流电机由以下主要部分组成：

• 机座或机架

• 电枢

• 励磁系统

• 换向器

• 电刷

• 轴承

直流电机的示意图如下所示：

现在让我们更详细地讨论这些部件中的每一个。

机座或机架

机座是直流电机的外部框架。它由具有高磁导率和高机械强度的材料制成。在实践中，直流电机的机座由铸钢制成。

直流电机的机座或机架具有以下主要用途：

• 它保护内部电机部件（如电枢、绕组、磁极等）免受机械损坏。

• 机座容纳磁场系统。

• 它为工作磁通提供低磁阻路径。

• 它通过轴承支撑转子或电枢。

电枢

在直流电机（电动机或发电机）中，电枢是一个导体或线圈系统，可以在支撑轴承上自由旋转。工作转矩和电动势是在电枢线圈中产生的。电枢由两个主要部分组成，即电枢铁芯和电枢绕组。

电枢铁芯是一个实心圆柱体结构，由高磁导率的薄硅钢片叠压而成。在铁芯的外圆周上切有槽，用于放置电枢绕组。

电枢绕组由铜线制成。直流电机的电枢绕组通常是模制绕组。根据电枢导体的端部连接方式，电枢绕组可以分为两种类型，即叠绕组和波绕组。绕组类型决定了电机的电压和电流额定值。对于叠绕组，电流流过的并联支路数（A）等于电机中的磁极数（P）。另一方面，对于波绕组，并联支路数（A）等于2。

励磁系统

励磁系统是直流电机的一部分，它在电机中产生工作磁通。它基本上是一个由直流电源励磁的电磁体系统。在直流电机中，励磁系统是电机的静止部分，它固定在电机的机座或机架上。直流电机励磁系统有三个主要部分，即磁极铁芯、磁极靴和励磁绕组。

磁极铁芯由薄钢片叠压而成。磁极铁芯的一端固定在机架上，另一端带有磁极靴。磁极铁芯承载励磁绕组。

磁极靴是磁极铁芯的突出部分，具有较大的横截面积。磁极靴有助于使气隙中的磁通均匀分布，并为磁通提供低磁阻路径。此外，它还支撑励磁绕组。

励磁绕组或励磁线圈由铜线制成。励磁绕组是模制绕组，并绕在磁极铁芯上。当励磁绕组由直流电源励磁时，它们会变成电磁体，并在电机中产生磁通。

换向器

换向器是直流电机的重要部件之一。它基本上是机械整流器。它是一个圆柱形装置，由铜制成。换向器的外圆周有V形槽，用于放置换向片。其中，换向片是插入槽中的铜条。这些换向片由云母相互绝缘。换向器安装在直流电机轴上的电枢一侧。电枢导体通过铜连接片连接到换向片。

换向器执行以下两个主要功能：

• 在直流发电机中，它从电枢导体收集电流。在直流电动机中，它向电枢导体供电。

• 它在电刷的帮助下将电枢中的交流电转换为外部电路中的单向电流，反之亦然。

电刷

电刷用于与旋转的换向器建立电气连接。它们从运动的换向器收集（或向其供电）电流。电刷通常由碳制成。它们安装在电刷架中，并通过弹簧压力与换向器表面接触。

轴承

轴承用于直流电机中以减少摩擦损耗。因此，直流电机中轴承的主要功能是以最小的摩擦支撑电机轴。在直流电机中，常用滚珠轴承或滚子轴承。