直流电机的构造

能将直流电转变为机械能或将机械能转变为直流电的机电装置称为直流电机。

如果直流电机将直流电能转变为机械能，则称为直流电机。如果机器将机械能转换成直流电能，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 -

  • 轭或框架

  • 衔铁

  • 现场系统

  • 换向器

  • 刷子

  • 轴承

直流电机的示意图如下所示 -

直流机

现在让我们更详细地讨论每个组件。

轭或框架

磁轭是直流电机的外框架。它由具有高渗透性和高机械强度的材料制成。在实际应用中，直流电机的磁轭由铸钢制成。

直流电机的轭或框架有以下主要用途 -

  • 它保护内部机器部件（如电枢、绕组、励磁极等）免受机械损坏。

  • 磁轭容纳磁场系统。

  • 它为工作磁通量提供低磁阻路径。

  • 它通过轴承支撑转子或电枢。

衔铁

在直流电机（电动机或发电机）中，电枢是可以在支撑轴承上自由旋转的导体或线圈系统。工作扭矩和电动势是在电枢线圈中产生的。电枢由电枢铁芯和电枢绕组两个主要部分组成。

电枢铁芯为实心圆柱形结构，由高磁导率薄硅钢片叠成。在铁芯的外周上切有槽以承载电枢绕组。

电枢绕组由铜线组成。直流电机的电枢绕组一般为预绕式。根据电枢导体的端部连接，电枢绕组可以有两种类型，即搭接绕组和波形绕组。绕组的类型决定了机器的电压和电流额定值。在搭接绕组的情况下，电流流动的并联路径 ( A ) 的数量等于机器中的极数 ( P )。另一方面，对于波形缠绕，并联路径 ( A ) 的数量等于 2。

现场系统

磁场系统是直流电机的一部分，在电机中产生工作磁通量。它基本上是一个由直流电源激励的电磁体系统。对于直流电机，现场系统是机器的固定部分，并用螺栓固定在机器的轭或框架上。直流电机中的励磁系统由三个主要部分组成，即磁极铁芯、极靴和励磁线圈。

磁极芯由薄钢片组成。磁极芯的一端用螺栓固定在框架上，另一端有极靴。磁极铁芯承载励磁绕组。

极靴是磁极铁芯的突出部分，具有较大的横截面。极靴有助于将磁通量均匀地分布在气隙中，并为磁通量提供低磁阻路径。此外，它还支持励磁绕组。

励磁线圈或绕组由铜线制成。励磁绕组首先缠绕并插入磁极铁芯周围。当励磁绕组被直流电源激励时，它们变成电磁体并在机器中产生磁通量。

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。换向器的外周有V形槽，用于承载换向片。其中，换向片为插入槽内的铜排。这些部分通过云母彼此绝缘。换向器安装在直流电机电枢一侧的轴上。电枢导体借助铜接线片连接到换向片。

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。在直流电机中，它向电枢导体提供电流。

  • 它借助电刷将电枢的交流电转换成外电路中的单向电流，反之亦然。

刷子

电刷用于与旋转换向器进行电气连接。它们从移动的换向器收集（或供应）电流。刷子通常由碳制成。它们安装在电刷架中，并借助弹簧压力与换向器表面接触。

轴承

直流电机中使用轴承来减少摩擦损失。因此，直流电机中轴承的主要功能是以最小摩擦支撑电机轴。在直流电机中，通常使用滚珠轴承或滚子轴承。