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電動巡邏車直流電動機的結構和工作原理

發布人:admin    發布時間:2017-02-24 12:50:34



電動巡邏車直流電機按其能量轉換方向的不同分為直流發電機和直流電動機,兩者之間具有可逆性。對于直流電動機,當給電樞繞組通入直流電流時,通過電刷和換向器轉換為交變電流。使處于主極磁場中繞組的線圈始終受...

電動巡邏車直流電機按其能量轉換方向的不同分為直流發電機和直流電動機,兩者之間具有可逆性。對于直流電動機,當給電樞繞組通入直流電流時,通過電刷和換向器轉換為交變電流。使處于主極磁場中繞組的線圈始終受到相同方向電磁轉矩的作用,保證了電動機連續轉動,從而實現電能到機械能的轉換。對于直流發電機,當原動機拖動電樞轉動時,電樞繞組的線圈切割主極磁場而產生交變感應電動勢,再通過電刷和換向器轉換為直流電動勢,由電樞繞組輸出直流電流,從而實現機械能到電能的轉換。

電動巡邏車直流電動機主要由定子(固定不動)和轉子(旋轉)兩大部分組成,其基本組成如圖1和圖2所示。

直流電動機的定子與轉子之間有空隙,稱為氣隙。其中定子部分又包括機座,主磁極(N、S極)、換向極、端蓋、電刷等,轉子部分又包括電樞鐵芯、電樞繞組、換向器、轉軸等。

電動巡邏車直流電動機的工作原理比較簡單,如圖3所示。根據安培電磁力定律,當一載流導線放置在磁場中時,將產生作用于導線上的磁場力,該力垂直于導線和磁場。若把電刷接到電源上,在電樞線圈中就會有電流流過,在電樞線圈中產生電磁力,使轉子旋轉。由于有電刷和換向器使得電樞繞組中產生的是交變電流,因此保證了電磁力的方向不改變,使得轉子可以連續地按一個方向旋轉。

磁場是電動巡邏車電機實現機電能量轉換的耦合場。磁場能量主要儲存在直流電動機定、轉子之間氣隙中。因此,氣隙磁場的分布直接關系到感應電動勢的產生和機電能量的轉換。直流電動機空載時,氣隙磁場是由主極勵磁磁動勢單獨產生,在幾何中性線處徑向磁通密度為零。直流電動機負載時,氣隙磁場是由主極勵磁磁動勢和電樞磁動勢共同產生,幾何中性線處徑向磁通密度不為零,電樞表面徑向磁通密度為零的連線物理中性線偏離了幾何中性線一定的角度,即氣隙磁場相對空載時發生了畸變,并使每極下的磁通量有所削弱。這就是直流電動機的電樞反應。當電動機負載發生變化時,電樞磁動勢就會發生相應變化,電樞反應的輕重就會有所不同。

直流電動機的電樞反應會對電動巡邏車電動機的換向造成不利影響。所謂換向是指電樞元件從一條支路轉換到另一條支路時,元件中電流改變方向的過程。當電樞反應使氣隙磁場發生畸變后,會在換向元件中產生感應電動勢,該電動勢阻礙電流變化(另外,還有元件本身具有的電感也阻礙電流變化),由此導致換向延遲,引起換向火花,嚴重時將燒壞電刷和換向器??梢酝ㄟ^加裝換向極和移動電刷來改善換向。



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