直流电动机主要包括机座、电枢、主磁极、换向磁极、换向器、刷架、端盖、风扇、出线盒,如图3-2所示,其构造简图如图3-3所示。其中静止部分称为定子;转动部分称为电枢或转子。
(1)定子 定子是由机座、主磁极、电刷装置、励磁绕组、端盖等组成。
①机座 机座是用来固定主磁极电刷架与端盖等的部件,起支撑、保护作用,与主磁极铁芯、磁轭、电枢铁芯一同构成电机的磁路,磁通通过整个磁路的情形如图3-4中的虚线所示。它是用铸铁、铸钢或钢板制成的。
②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与励磁绕组两部分组成。铁芯通常用0.5~1.5mm厚的硅钢板冲片叠压铆紧而成,分为极身与极掌两部分,上面套励磁绕组的部分叫作极身,下面扩宽的部分叫作极掌,极掌宽于极身,既可以调整气隙中磁场的分布,又方便固定励磁绕组。励磁绕组用绝缘铜线绕制而成,套在主磁极铁芯上。整个主磁极用螺钉固定在机座上,如图3-5所示。
③电刷装置 电刷装置用来引入或引出直流电压和直流电流,它由刷握、电刷、压紧弹簧及铜丝辫等组成,如图3-6所示。电刷放在刷握内,用弹簧压紧,以使电刷和换向器之间有良好的滑动接触。电刷盒固定在刷杆上,刷杆安装在圆环形的刷杆座上,相互之间必须绝缘。通常把几个电刷盒装在同一个绝缘的刷杆上。在电路连接上,把同一个绝缘刷杆上的电刷盒并联起来,叫作一组电刷。一般的直流电动机中,电刷组的数目可以用电刷杆数表示,电刷杆数和电机的主磁极数相等。
各电刷杆在换向器外表面上沿着圆周方向均匀分布,正常运行时,电刷杆相对于换向器表面有一个正确的位置,若电刷杆的位置放得不合理,将直接影响电机的性能。刷杆座安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,如图3-7所示。
(2)转子(电枢) 直流电动机的转子(电枢)主要包括铁芯、绕组、换向器电枢轴等,其结构如图3-8所示。
①电枢铁芯 电枢铁芯的作用有两个,一个是作为主磁路的主要部分,另一个是嵌放电枢绕组。因为电枢铁芯和主磁场之间的相对运动会在电枢铁芯中引起涡流损耗及磁滞损耗(这两部分损耗合在起叫作铁芯损耗,简称“铁耗”),为了减少铁耗,电枢铁芯一般用0.5mm厚的涂有绝缘漆的硅钢片的冲片叠压而成,并固定在转轴上。电枢铁芯沿圆周有均匀分布的槽,里面可嵌入电枢绕组,如图3-9所示。
②电枢绕组 电枢绕组由很多按一定规律排列和连接的线圈组成,它是直流电动机的主要电路部分,是通过电流和感应产生电动势来实现机电能量转换的关键性部件线圈用包有绝缘的圆形和矩形截面导线绕制而成,也被叫作“元件”,每个元件有两个出线端。电枢线圈嵌放在电枢铁芯的槽中,每个元件的两个出线端以一定规律和换向器的换向片相连,构成电枢绕组。
③换向器 换向器也是直流电动机的重要部件。在直流电动机中,它将电刷上所通过的直流电流转换为绕组内的交变电流。换向器布置在转轴上,与转轴过盈配合,主要由很多换向片组成,片与片之间用云母绝缘,换向片数和元件数相等,如图3-10所示。
