上海南洋电机有限公司_
2024-07-15 广告
直流电动机的工作原理是基于带电导体在磁场中受到力的作用而工作的。
当一个直流电流通过一个导体时，该导体将会受到一个力的作用，这个力的大小与电流和磁场的强度有关。
在直流电动机中，电枢绕组是电流的载体，转子是电动机的旋转部分。
当电枢绕组通电时，它会产生一个磁场，这个磁场会与转子上的磁铁相互作用，产生一个转矩，使转子旋转。
直流电动机还具有一些其他的优点，例如易于控制、响应速度快、效率高等。
直流电动机在许多领域都有广泛的应用，例如工业控制、交通运输、航空航天等。
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电动扫地车直流电动机是指通入直流电流而产生机械运动的电动机
与交流电动机、无刷直流电动机及开关磁阻电动机等其他类型的 电动机相比较，直流电动机的优点有：
(1)调速性能良好。直流电动机具有良好的电磁转矩控制特 性，可实现均匀平滑的无级调速，且具有较宽的调速范围。
(2 )起动性能好。直流电动机具有较大的起动转矩，能适应电 动扫地车起步驱动特性的需要，可实现快速起步。
(3)具有较宽的恒功率范围。直流电动机恒功率输出范围较 宽，可确保电动扫地车具有良好的低速起动性能和高速行驶能力。
(4 )控制较为简单。直流电动机可采用斩波器实现调速控制， 具有控制炅活且高效、质量轻、体积小、响应快等特点。
(5)价格便宜。直流电动机的制造技术和控制技术都比较成 熟，呈然直流电动机本身的价格不低，但是控制装置简单、价格较低， 因而整个直流驱动系统的价格较便宜。
直流电动机的缺点有：
(1 )效率较低。总体上，直流电动机的效率低于交流电动机和 开关磁阻电动机。
(2 )维护工作量大。直流电动机工作时电刷与换向器之间会产 生换向电火花，换向片容易烧蚀，电刷也容易磨损。因此，直流电动 机的工作可靠性较差，需要经常进行维护。
(3 )转速低。直流电动机转速越高，换向电火花就越大，严重 时形成火花环，这就限制了直流电动机的转速的提高。
(4 )质量和体积大。直流电动机的结构较复杂，功率密度低， 质量大，体积也大。
电动扫地车用直流电动机的要求：抗振动性；对环境的适应性；低 损耗性；抗负荷波动性；小型、轻量化；免维护性。
1直流电动机的结构
直流电动机的结构形式很多，但总体上不外乎由定子（静止部 分）和转子（运动部分）组成。
1.定子部分
定子部分用于安放磁极和电刷，并作为机械支撑，具体包括主磁 极、换向极、电刷装置、机座、端盖等。定子的作用是产生磁场和作 为电动机的机械支撑。
(1)主磁极
主磁扱的作用是产生主磁通0。主磁极铁心包括极 心和极掌两部分。极心上套有励磁绕组，各主磁极上的绕组一般都是 串联的。极掌的作用是使空气隙中磁感应强度分布最为合适。改变励 磁电流IfM方向，就可改变主磁极极性，也就改变了磁场方向。
(2 )换向极
换向极的作用是产生附加磁场，改善电动机的换向，使气隙磁场 均匀，减小电刷与换向器之间的火花，不致使换向器烧坏。它由铁心 和绕组构成（见图4-11 )。
在两个相邻的主磁极之间中性面内有一个小磁极，这就是换向 极。它的构造与主磁极相似，它的励磁绕组与主磁极的励磁绕组相串 联。
主磁极中性面内的磁感应强度本应为零值，但是，由于电枢电流 通过电枢绕组时所产生的电枢磁场，使主磁极中性面的磁感应强度不能为零值，于是使转到中性面内进行电流换向的绕组产生感应电动 势，使得电刷与换向器之间产生较大的火花。
用换向极的附加磁场来抵消电枢磁场，使主磁极中性面内的磁感 应强度接近于零，这样就改善了电枢绕组的电流换向条件，减小了电 刷与换向器之间的火
(3 )电刷装置
电刷装置主要由用碳一石墨制成导电块的电刷、加压?单簧和刷 盒等组成。固定在机座上（小容量电动机装在端盖上） 不动的电刷，借助于加压弹簧的压力和旋转的换向器保持滑动接触， 使电枢绕组与外电路接通。它是电枢电路的引出或引入装置。
电刷数一般等于主磁极数，各同极性的电刷经软线汇在一起，再 引到接线盒内的接线板上，作为电枢绕组的引出端。
(4 )机座
机座的作用是用来固定主磁极、换向磁极和端盖，是电动机磁路 的一部分。机座用铸钢或铸铁制成。机座上的接线盒有 励磁绕组和电枢绕组的接线端，用来对外接线。
(5)端盖
端盖的作用是密封，保护电动机的内部结构。端盖由铸铁制成， 用螺钉固定在底座的两端，盖内有轴承用以支撑旋转的电枢。
2转子部分
转子一般称为电枢，主要包括电枢铁心、电枢绕组、换向器等。 电动机转子的作用是输出转矩。
(1 )电枢铁心
电枢铁心由娃钢片冲制叠压而成，在外圆上有分布均匀的槽用来 嵌放绕组。铁心为电枢绕组的支撑部件，也作为电动机 磁路的一部分。
(2 )电枢绕组
电枢绕组是直流电动机的电路部分，产生感应电动势或电磁转 矩，实现能量转换的主要部件它是由许多绕组元件构成，按一定规 则嵌放在铁心槽内和换向片相连，使各组线圈的电动势相加。绕组端 部用镀锌钢丝极住，P方止绕组因离心力而发生径向位移
(3 )换向器
换向器由许多铜制换向片组成，外形呈圆拄形，换向器片与片之 间用云母绝缘。
直流电机是根据通电流的导体在磁场中会受力的原理来工作的，即电工基础中的左手定则。电动机的转子上绕有线圈，通入电流，定子作为磁场线圈也通入电流，产生定子磁场，通电流的转子线圈在定子磁场中，就会产生电动力，推动转子旋转。转子电流是通过整流子上的碳刷连接到直流电源的。
直流电动机是将直流电能转换为机械能的电动机。因其良好的调速性能而在电力拖动中得到广泛应用。直流电动机按励磁方式分为永磁、他励和自励3类，其中自励又分为并励、串励和复励3种。
资料扩展：
直流无刷电机的控制结构，直流无刷电机是同步电机的一种，也就是说电机转子的转速受电机定子旋转磁场的速度及转子极数(P)影响，N=120．f / P。在转子极数固定情况下，改变定子旋转磁场的频率就可以改变转子的转速。直流无刷电机即是将同步电机加上电子式控制(驱动器)。
控制定子旋转磁场的频率并将电机转子的转速回授至控制中心反复校正，以期达到接近直流电机特性的方式。也就是说直流无刷电机能够在额定负载范围内当负载变化时仍可以控制电机转子维持一定的转速。
直流无刷驱动器包括电源部及控制部：电源部提供三相电源给电机，控制部则依需求转换输入电源频率。电源部可以直接以直流电输入(一般为24V)或以交流电输入(110V/220 V)，如果输入是交流电就得先经转换器(converter)转成直流。不论是直流电输入或交流电输入要转入电机线圈前须先将直流电压由换流器(inverter)转成3相电压来驱动电机。换流器(inverter)一般由6个功率晶体管(Q1～Q6)分为上臂(Q1、Q3、Q5)/下臂(Q2、Q4、Q6)连接电机作为控制流经电机线圈的开关。控制部则提供PWM(脉冲宽度调制)决定功率晶体管开关频度及换流器(inverter)换相的时机。直流无刷电机一般希望使用在当负载变动时速度可以稳定于设定值而不会变动太大的速度控制，所以电机内部装有能感应磁场的霍尔传感器(hall-sensor)，作为速度之闭回路控制，同时也做为相序控制的依据。但这只是用来做为速度控制并不能拿来做为定位控制。
由于电机电枢回路电阻和电感都较小，而转动体具有一定的机械惯性，因此当电机接通电源后，起动的开始阶段电枢转速以及相应的反电动势很小，起动电流很大。最大可达额定电流的15～20倍。
这一电流会使电网受到扰动、机组受到机械冲击、换向器发生火花。因此直接合闸起动只适用于功率不大于4千瓦的电动机（起动电流为额定电流的6～8倍）。
为了限制起动电流，常在电枢回路内串入专门设计的可变电阻。在起动过程中随着转速的不断升高及时逐级将各分段电阻短接，使起动电流限制在某一允许值以内。这种起动方法称为串电阻起动，非常简单，设备轻便，广泛应用于各种中小型直流电动机中。
但由于起动过程中能量消耗大，不适于经常起动的电机和中、大型直流电动机。但对于某些特殊需要，例如城市电车虽经常起动，为了简化设备，减轻重量和操作维修方便，通常采用串电阻起动方法。
