【正文】 分用大寫的拼音表示產(chǎn)品代號，第二部分用阿拉伯?dāng)?shù)字表示設(shè)計序號，第三部分用阿拉伯?dāng)?shù)字表示機(jī)座代號，第四部分用阿拉伯?dāng)?shù)字表示電樞鐵心長度代號。 直流電機(jī)的銘牌銘牌釘在電動機(jī)機(jī)座的外邊面上，其上標(biāo)明電機(jī)主要額定數(shù)據(jù)及電機(jī)產(chǎn)品數(shù)據(jù)，供使用者使用時參考。這樣雖然導(dǎo)體中流通的電流為交變的，但N極下的導(dǎo)體受力方向和S極下導(dǎo)體受力的方向并未發(fā)生變化，電動機(jī)在此方向不變的轉(zhuǎn)矩作用下轉(zhuǎn)動。導(dǎo)體所受電磁力對軸產(chǎn)生一轉(zhuǎn)矩，這種由于電磁作用產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩稱為電磁轉(zhuǎn)矩，電磁轉(zhuǎn)矩的方向為逆時針。導(dǎo)體受力方向由左手定則確定。 直流電動機(jī)的工作原理 1 直流電動機(jī)的工作原理把電刷A、B接到一直流電源上，電刷A接電源的正極，電刷B接電源的負(fù)極，根據(jù)電樞線圈中將有電流流過。若串勵繞組和他勵（或并勵）繞組的磁勢方向相同，稱為積復(fù)勵；該型電機(jī)多用于要求起動轉(zhuǎn)矩較大，轉(zhuǎn)速變化不大的負(fù)載；由于積復(fù)勵式直流電動機(jī)在兩個不同旋轉(zhuǎn)方向上的轉(zhuǎn)速和運(yùn)行特性不同，因此不能用于可逆驅(qū)動系統(tǒng)中。4．復(fù)勵電機(jī) 電機(jī)至少由兩個繞組勵磁，其中之一是串勵繞組，其他為他勵（或并勵）繞組，如圖3—7（d）所示。串勵式直流電動機(jī)具有很大的起動轉(zhuǎn)矩，但其機(jī)械特性很軟，且空載時有極高的轉(zhuǎn)速，串勵式直流電動機(jī)不準(zhǔn)空載或輕載運(yùn)行。圖3—7 直流電機(jī)按勵磁方式分類（a）他勵；（b）并聯(lián)；（c）串勵；（d）復(fù)勵；（e）復(fù)勵3．串勵電機(jī) 勵磁繞組與電樞繞組串聯(lián)，如圖3—7（c）。并勵式直流電動機(jī)一般用于恒壓系統(tǒng)。2．并勵電機(jī) 并勵式直流電動機(jī)勵磁繞組和電樞繞組并聯(lián)，由同一電源供電，其接線圖如圖3—7（b）。如圖3—7（a），勵磁電流If的大小僅決定于勵磁電源的電壓和勵磁回路的電阻，而與電機(jī)的電樞電壓大小及負(fù)載基本無關(guān)。直流電機(jī)的勵磁方式可分為他勵、并勵、串勵、復(fù)勵四類，如圖3—7所示。特殊電機(jī)直流電機(jī)中有兩種基本繞組，即勵磁繞組和電樞繞組。交流發(fā)電機(jī)：三相交流同步發(fā)電機(jī)， 三相交流異步發(fā)電機(jī)。三相交流同步電動機(jī)：凹極轉(zhuǎn)子三相交流同步電動機(jī)，凸極轉(zhuǎn)子三相交流同步電動機(jī)。電機(jī)分類時先按一種形式為主進(jìn)行分類，否則會出現(xiàn)交叉或混亂，甚至分不清到底有多少類電機(jī)。按運(yùn)行形式分類按運(yùn)行形式電機(jī)分為運(yùn)動電機(jī)和靜止電機(jī)。3． 直流電動機(jī)的類型 按電能轉(zhuǎn)換方式分類按電能轉(zhuǎn)換方式電機(jī)分為發(fā)電機(jī)和電動機(jī)。一般認(rèn)為電機(jī)控制系統(tǒng)由三要素組成： (1) 被控制的負(fù)載； (2) 電動機(jī)； (3) 控制電路。槽楔可用竹片或酚醛玻璃布板制成。在直流電機(jī)電樞槽的剖面圖中，除導(dǎo)線本身包有絕緣外，上下層線圈間及線圈和鐵心之間都必須妥善絕緣。繞制好的繞組放置在電樞鐵心上的槽內(nèi)，放置在鐵心槽內(nèi)的直線部分在電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，稱為元件的有效部分；在電樞槽兩端把有效部分連接起來的部分稱為端接部分，端接部分僅起連接作用，在電機(jī)運(yùn)行過程中不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。（四）電樞繞組電樞繞組安放在電樞鐵心槽內(nèi)，隨著電樞旋轉(zhuǎn)，在電樞繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電勢；當(dāng)電樞繞組中通過電流時，能與磁場作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使電樞向一定的方向旋轉(zhuǎn)。換向片靠近電樞繞組一段的部分與繞組引出線相焊接。換向片的底部做成燕尾形狀，換向片的燕尾部分嵌在含有云母絕緣的V型鋼環(huán)內(nèi)，拼成圓筒形套入鋼套筒上，~，最后用螺旋壓圈壓緊。換向器是由換向片組合而成，是直流電機(jī)的關(guān)鍵部件，也是最薄弱的部分。圖3—5 電樞沖片和電樞鐵心裝配圖（二）換向器換向器又稱為整流子，對于發(fā)電機(jī)，換向器的作用是把電樞繞組中的交變電動勢轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟妱觿菹蛲獠枯敵鲋绷麟妷?，對于電動機(jī)，它是把外界供給的直流電流轉(zhuǎn)變?yōu)槔@組中的交變電流以使電機(jī)旋轉(zhuǎn)。電樞鐵心沖片上沖有放置電樞繞組的電樞槽、軸孔和通風(fēng)孔。為減小當(dāng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)時鐵心中的磁通方向發(fā)生變化引起的磁滯損耗和渦流損耗，疊片兩面涂有絕緣漆。圖3—4 電刷的結(jié)構(gòu)2 轉(zhuǎn)子部分轉(zhuǎn)子又稱電樞，是電機(jī)的轉(zhuǎn)動部分，其作用是感應(yīng)電勢和產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，從而實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)子由電樞鐵心、換向器、電機(jī)轉(zhuǎn)軸、電樞繞組、軸承和風(fēng)扇組成。（五）端蓋電機(jī)中的端蓋主要起支撐作用。刷握用螺釘夾緊在刷桿上，刷桿裝在一個可以轉(zhuǎn)動的刷桿座上，成為一個整體部件。電刷裝置一般由電刷、刷握、刷桿、刷桿座和匯流條組成，電刷的結(jié)構(gòu)如圖3—4所示。換向極極性根據(jù)換向要求確定。換向極鐵心可根據(jù)換向要求用整塊鋼制成，也可用厚1~，所有的換向極線圈串聯(lián)后稱換向繞組，換向繞組與電樞繞組串聯(lián)。（三）換向極換向極又稱為附加極，其結(jié)構(gòu)如圖3—3 b所示，換向極安裝在相鄰的兩主磁極之間，用螺釘固定在機(jī)座上，用來改善直流電機(jī)的換向，一般電機(jī)容量超過1kW時均應(yīng)安裝換向極。疊片機(jī)座是用薄鋼板沖片疊壓成定子鐵軛，再把定子鐵軛固定在一個專起支撐作用的機(jī)座里，這樣定子鐵軛和機(jī)座是分開的，機(jī)座只起支撐作用，可用普通鋼板制成。主磁極、換向極及端蓋均固定在機(jī)座上，機(jī)座起支撐作用。整體機(jī)座是用導(dǎo)磁率效果較好的鑄鋼材料制成的，該種機(jī)座能同時起到導(dǎo)磁和機(jī)械支撐作用。當(dāng)給勵磁繞組通入直流電時，各主磁極均產(chǎn)生一定極性，相鄰兩主磁極的極性是N、S交替出現(xiàn)的。主磁極上的線圈是用來產(chǎn)生主磁通的，稱為勵磁繞組。主磁極鐵心分成極身和極靴，極靴的作用是使氣隙磁通密度的空間分布均勻并減小氣隙磁阻，同時極靴對勵磁繞組也起支撐作用。（一）主磁極主磁極的作用是產(chǎn)生恒定、有一定的空間分布形狀的氣隙磁通密度。小型直流電動機(jī)結(jié)構(gòu)如圖3—1所示，其剖面結(jié)構(gòu)如圖3—2所示。 直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)直流電動機(jī)和直流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)基本是相同的，即都有可旋轉(zhuǎn)部分和靜止部分。它是信息時代的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。是一種概念，是一種新領(lǐng)域。它可以適用于無刷電動機(jī)、感應(yīng)電動機(jī)、同步電動機(jī)、開關(guān)磁阻電機(jī)、步進(jìn)電動機(jī)的反饋控制、矢量控制、智能控制等高層次控制。 (5)電機(jī)系統(tǒng)的集成包括電機(jī)系統(tǒng)的一體化設(shè)計；電機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化設(shè)計；電機(jī)系統(tǒng)的模擬、仿真和實現(xiàn)；電機(jī)系統(tǒng)的綜合性能分析和評估。 (3)運(yùn)動信息及信號檢測包括傳感器技術(shù)；信號處理技術(shù)；接口技術(shù)等。電機(jī)控制技術(shù)包括以下更為具體的內(nèi)容： (1)執(zhí)行機(jī)械技術(shù)包括電機(jī)的原理與設(shè)計；電機(jī)及傳感器—體化；電機(jī)及驅(qū)動控制一體化；機(jī)械機(jī)構(gòu)的動力學(xué)分析；一體化電機(jī)系統(tǒng)；電機(jī)機(jī)構(gòu)的新結(jié)構(gòu)、新原理、新材料、新構(gòu)成等等。電子技術(shù)、微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)給予電機(jī)系統(tǒng)以新的生命力。電機(jī)的類型很多，分類方法也很多。 直流電動機(jī)的結(jié)構(gòu)、原理 概述 電機(jī)是實現(xiàn)電能和其它形式的能相互轉(zhuǎn)換的裝置。直流電動機(jī)作為原動機(jī)帶動各種生產(chǎn)機(jī)械工作，向負(fù)載輸出機(jī)械能，是一種應(yīng)用極為廣泛的電氣設(shè)備。直流發(fā)電機(jī)可作為各種直流電源。 項目三 直流電動機(jī)控制線路的安裝與調(diào)試 [項目概述] 直流電機(jī)是電能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換的旋轉(zhuǎn)電機(jī)之一，應(yīng)用電磁感應(yīng)原理進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換。將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娔艿碾姍C(jī)稱為直流發(fā)電機(jī)；將直流電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的電機(jī)稱為直流電動機(jī)。直流電動機(jī)具有寬廣的調(diào)速范圍、平滑的調(diào)速特性、較高的過載能力、較大的起動和制動轉(zhuǎn)矩等特點，廣泛應(yīng)用于對起動和調(diào)速要求較高的生產(chǎn)機(jī)械。在電動自行車，電腦風(fēng)扇、收錄機(jī)等日常電氣設(shè)備和大型軋鋼設(shè)備、大型精密機(jī)床、礦井卷揚(yáng)機(jī)、市內(nèi)電車、電纜設(shè)備等許多工業(yè)部門中都得到應(yīng)用，本單元學(xué)習(xí)直流電動機(jī)的作用、類型、組成和直流電動機(jī)電氣控制線路的原理、安裝與調(diào)試等內(nèi)容。廣泛用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸、國防工業(yè)和日常生活等許多方面。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了許多跨領(lǐng)域、跨學(xué)科的綜合性學(xué)科，電機(jī)控制技術(shù)就具有這種高度綜合的特點。電機(jī)控制技術(shù)涉及到機(jī)械學(xué)、電動力學(xué)、電機(jī)學(xué)、自動控制、微處理器技術(shù)、電力電子學(xué)、傳感器技術(shù)、計算機(jī)仿真學(xué)、計算機(jī)接口技術(shù)、軟件工程學(xué)等等群體技術(shù)。 (2)逆變和電機(jī)驅(qū)動技術(shù)包括電力變換技術(shù)；功率驅(qū)動技術(shù)；精密驅(qū)動技術(shù)；電力變換的調(diào)節(jié)控制；脈寬調(diào)制技術(shù)；驅(qū)動保護(hù)技術(shù)；電磁兼容與可靠性等等。 (4)自動控制技術(shù)包括控制理論；控制方法以及控制電路的模擬、仿真和調(diào)試技術(shù)。 (6)以嵌入式DSP芯片為核心的單片電機(jī)系統(tǒng)SOC(System 0n a Chip)技術(shù)將電機(jī)系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)做在一個單芯片中，它以嵌入式DSP芯片為核心，采用面向?qū)ο蟮钠熊浖崿F(xiàn)控制系統(tǒng)的可重構(gòu)、可擴(kuò)充和通用性。 (7)網(wǎng)絡(luò)信息家電中的電機(jī)控制技術(shù) “網(wǎng)絡(luò)信息家電。它是信息技術(shù)與家用電器智能控制技術(shù)的結(jié)合。它是計算機(jī)、自動控制、信息技術(shù)、電工等學(xué)科交叉融合產(chǎn)生的新興領(lǐng)域?？尚D(zhuǎn)部分稱為轉(zhuǎn)子，靜止部分稱為定子，在定子和轉(zhuǎn)子之間存在著空氣隙。 圖3—1 小型直流電動機(jī)的結(jié)構(gòu) 圖3—2 小型直流電動機(jī)的剖面結(jié)構(gòu)定子部分定子的作用，在電磁方面是產(chǎn)生磁場和構(gòu)成磁路，在機(jī)械方面是整個電機(jī)的支撐，定子由磁極、機(jī)座、換向極、電刷裝置、端蓋和軸承組成。主磁極由主磁極鐵心和放置在鐵心上的勵磁繞組構(gòu)成。為減小渦流損耗，~，用鉚釘把沖片鉚緊，然后再固定在機(jī)座上。主磁極的結(jié)構(gòu)如圖3—3a所示。（二）機(jī)座直流電機(jī)的機(jī)座有兩種形式，一種為整體機(jī)座，另一種為疊片機(jī)座。由于機(jī)座起導(dǎo)磁作用，因此機(jī)座是主磁路的一部分，成為定子鐵軛。一般直流電機(jī)均采用整體機(jī)座。疊片機(jī)座主要用于主磁通變化快，調(diào)速范圍較高的場合。換向極是由換向極鐵心和換向極線圈組成。換向極數(shù)目一般與主極數(shù)目相同，但在功率很小的直流電機(jī)中，只裝主極數(shù)一半的換向極或不裝換向極。圖3—3 直流電機(jī)主磁極和換向極結(jié)構(gòu) a）主磁極結(jié)構(gòu)；b）換向極結(jié)構(gòu)（四）電刷電刷裝置的作用是通過電刷和旋轉(zhuǎn)的換向器表面的滑動接觸，把轉(zhuǎn)動的電樞繞組與外電路連接起來。電刷是用石墨制成的導(dǎo)電塊，放在刷握內(nèi)，用彈簧以一定的壓力將它壓在換向器的表面上。刷桿與刷桿座之間是絕緣的，以免正、負(fù)電刷短路。端蓋固定在機(jī)座上，其上放置軸承支撐直流電機(jī)的轉(zhuǎn)軸，使直流電機(jī)能夠旋轉(zhuǎn)。（一）電樞鐵心電樞鐵心的作用是通過磁通（電機(jī)磁路的一部分）和嵌放電樞繞組。鐵心疊片沿軸向疊裝，中小型電機(jī)的電樞鐵心通常直接壓裝在軸上；在大型電機(jī)中，由于轉(zhuǎn)子直徑較大，電樞鐵心壓裝在套于軸上的轉(zhuǎn)子支架上。圖3—5所示為小型直流電機(jī)的電樞沖片形狀和電樞鐵心裝配圖。換向器結(jié)構(gòu)如圖3—6所示。換向器采用導(dǎo)電性能好、硬度大、耐磨性能好的紫銅或銅合金制成。換向器固定在轉(zhuǎn)軸的一端。圖3—6 換向器結(jié)構(gòu)(a)換向片:(b)換向器（三）轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸起轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的支撐作用，需有一定的機(jī)械強(qiáng)度和剛度，一般用圓鋼加工而成。在電機(jī)中每一個線圈稱為一個元件，多個元件有規(guī)律地連接起來形成電樞繞組。電樞繞組用圓銅線或矩形截面銅導(dǎo)線制成，銅線的截面積決定于線圈中通過電流的大小。為了防止線圈在離心力作用下甩出，在槽口處用槽楔將線圈邊封在槽內(nèi)，線圈伸出槽外的端接部分，用熱固性無緯玻璃絲帶或非磁性鋼絲扎緊。電機(jī)控制技術(shù)的要素，指對具體的電機(jī)控制系統(tǒng)的最基本的描述或最簡潔的定性描述。三要素的良好結(jié)合則構(gòu)成電機(jī)控制系統(tǒng)。按電源類型分類按電源類型電機(jī)分為直流電機(jī)和交流電機(jī)。除去上面三種分類方法外，還有一些其他分類方法。如先按電源類型分類為主電機(jī)分類如下：電機(jī)：直流電機(jī)：直流電動機(jī)：他勵直流電動機(jī) 自勵直流電動機(jī)：串勵直流電動機(jī) 并勵直流電動機(jī) 復(fù)勵直流電動機(jī)直流發(fā)電機(jī)：他勵直流發(fā)電機(jī) 自勵直流發(fā)電機(jī)：串勵直流發(fā)電機(jī) 并勵直流發(fā)電機(jī) 復(fù)勵直流發(fā)電機(jī)交流電機(jī)：交流電動機(jī)：三相交流電動機(jī)：三相交流異步電動機(jī)：籠型轉(zhuǎn)子三相交流異步電動機(jī)，繞線轉(zhuǎn)子三相交流異步電動機(jī)。單相交流電動機(jī)：電阻啟動單相交流異步電動機(jī)， 電容起動單相交流異步電動機(jī)， 電容運(yùn)轉(zhuǎn)單相交流異步電動機(jī)， 罩極啟動單相交流異步電動機(jī)。變壓器：單相變壓器， 三相變壓器，特殊用途變壓器。勵磁繞組和電樞繞組之間的連接方式稱為勵磁方式，不同勵磁方式的直流電機(jī)，其特性有很大的差異，故選擇勵磁方式是選擇直流電機(jī)的重要依據(jù)。1．他勵電機(jī) 他勵直流電動機(jī)的勵磁繞組和電樞繞組分別由兩個不同的電源供電，這兩個電源的電壓可以相同，也可以不同。用永久磁鐵作主磁極的電機(jī)可當(dāng)作他勵電機(jī)。勵磁電流一般為額定電流的5%，要產(chǎn)生足夠大的磁通，需要有較多的匝數(shù)，所以并勵繞組匝數(shù)多，導(dǎo)線較細(xì)。中小型直流電動機(jī)多為并勵式。勵磁電流與電樞電流相同，數(shù)值較大，因此，串勵繞組匝數(shù)很少，導(dǎo)線較粗。串勵式直流電動機(jī)常用于要求很大起動轉(zhuǎn)矩且轉(zhuǎn)速允許有較大變化的負(fù)載等。通常他勵（或并勵）繞組起主要作用，串勵繞組起輔助作用。若串勵繞組和并勵（或他勵）繞組的磁勢方向相反，稱為差復(fù)勵；差復(fù)勵式直流電動機(jī)一般用于起動轉(zhuǎn)矩小，而要求轉(zhuǎn)速平穩(wěn)的小型恒壓驅(qū)動系統(tǒng)中；這種勵磁方式的直流電動機(jī)也不能用于可逆驅(qū)動系統(tǒng)中。圖38 直流他勵電動機(jī)的工作原理圖如圖3—8（a）所示，設(shè)線圈的ab邊位于N極下，線圈的cd邊位于S極下，載流導(dǎo)體在磁場中受到電磁力的作用，其大小為：f = BXli （3—1） 式中，f為電磁力，單位為N ；BX為導(dǎo)體所在處的磁通密度，單位為Wb/m；l為導(dǎo)體ab或cd的有效長度，單位m；i為導(dǎo)體中流過的電流，單位為A。在圖3—8（a）的情況下，位于N極下的導(dǎo)體ab受力方向為從右