项目一直流电机任务一直流电机的基本工作原理此模型作为直流电动机运行时，将直流电源加于电刷A和B。例如将电源正极加于电刷A，电源负极加于电刷B，则线圈abcd中流过电流，在导体ab中，电流由a流向b，在导体cd中，电流由c流向d。载流导体ab和cd均处于N、S极之间的磁场当中，受到电磁力的作用，其方向由左手定则确定，可知这一对电磁力形成一个转矩，称为电磁转矩，电磁转矩的方向为逆时针方向，使整个电枢逆时针方向旋转。当电枢旋转180°，导体cd转到N极下，ab转到S极，如图⒈⒈１所示，由于电流仍从电刷A流人，使cd中的电流方向变为由d流向c，而ab中的电流由b流向a，从电刷B流出，用左手定则可判别，电磁转矩的方向仍是逆时针方向。图1.1.1直流电动机物理模型由此可见，加于直流电动机的直流电源，借助于换向器和电刷的作用，使直流电动机电枢线圈中流过的电流，方向是交变的，从而使电枢产生的电磁转矩的方向恒定不变，确保了直流电动机朝确定的方向连续旋转。这就是直流电动机的基本工作原理。实际的直流电动机，电枢四周上均匀地嵌放许多线圈；相应地，换向器由许多换向片组成，使电枢线圈所产生的总电磁转矩足够大并且比较均匀，电动机的转速也就比较均匀。1.1.2直流发电机的基本工作原理直流发电机的工作原理就是把电枢线圈中感应的交变电动势，靠换向器配合电刷的换向作用，使之从电刷端引出时变为直流电动势。直流发电机的模型与直流电动机相同，不同的是电刷上不加直流电压，而是利用原动机拖动电枢朝某一方向（例如逆时针方向）旋转，如图1.1.2所示。图1.1.2直流发电机物理模型这时导体ab和cd分别切割N极和S极下的磁力线，感应产生电动势，电动势的方向用右手定则确定。图示情况下，导体ab中电动势的方向由b指向a，导体cd中电动势的方向由d指向c，所以电刷A为正极性，电刷Ｂ为负极性。电枢旋转180°时，导体cd转至Ｎ极下，感应电动势的方向由c指向d，电刷A与d所连换向片接触，仍为正极性；导体ab转至S极下，感应电动势的方向变为a指向b，电刷B与a所连换向片接触，仍为负极性。可见，直流发电机电枢线圈中的感应电动势的方向是交变的，而通过换向器和电刷的作用，在电刷Ａ、Ｂ两端输出的电动势是方向不变的直流电动势。若在电刷Ａ、Ｂ之间接上负载，发电机就能向负载供给直流电能，这就是直流发电机的基本工作原理。从以上分析可见：一台直流电机原则上既可以作为电动机运行，也可以作为发电机运行，取决于外界不同的条件。如果在电刷端外加直流电压，则电机把电能转变成机械能，作电动机运行；如用原动机拖动直流电机的电枢旋转，电机能将机械能转换为直流电能，作发电机运行。这种同一台电机既能作电动机运行，又能作发电机运行的原理，在电机理论中称为可逆原理。任务二直流电机的基本结构与铭牌图1.2.1直流电机结构图图1.2.2直流电机横剖面示意图1．定子部分1)主磁极主磁极的作用是产生气隙磁场。主磁极由主磁极铁心和励磁绕组两部分组成，如图⒈⒉３所示。铁心用0.5～1.5mm厚的钢板冲片叠压铆紧而成，上面套励磁绕组的部分称为极身，下面扩宽的部分称为极靴，极靴宽于极身，既可使气隙中磁场分布比较理想，又便于固定励磁绕组。励磁绕组用绝缘铜线绕制而成，套在极身上，再将整个主磁极用螺钉固定在机座上。图1.2.3主磁极图1.2.4换向极2)换向极（commutatingpole）两相邻主磁极之间的小磁极叫换向极，也叫附加极或间极。换向极的作用是改善电机换向，减小电机运行时电刷与换向器之间可能产生的火花。换向极由换向极铁心和换向极绕组构成，如图1.2.4所示。换向极铁心一般用整块钢制成。对换向性能要求较高的直流电机，换向极铁心可用1～1.5mm厚的钢板冲制叠压而成。换向极绕组用绝缘导线绕制而成，套在换向极铁心上。整个换向极用螺钉固定于机座上。换向极的数目一般与主磁极相等。3)机座电机定子部分的外壳称为机座。机座一方面用来固定主磁极、换向极和端盖，并起到整个电机的支撑和固定作用；另一方面也是磁路的一部分，借以构成磁极之间的通路，磁通通过的部分称为磁轭。为保证机座具有足够的机械强度和良好的导磁性能，一般为铸钢件或由钢板焊接而成。4)电刷装置电刷装置用以引入或引出直流电压和直流电流。电刷装置由电刷、刷握杆和刷杆座等组成。电刷放在刷握内，用弹簧压紧，使电刷与换向器之间有良好的滑动接触，如图⒈⒉５所示，刷握固定在刷杆上，刷杆装在圆环形的刷杆座上，相互之间必须绝缘。刷杆座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。图1.2.5电刷装置2．转子(电枢)部分1)电枢铁心是主磁通磁路的主要部分，同时用以嵌放电枢绕组。为了降低电机运行时的电枢铁心中产生的涡流损耗和磁滞损耗，电枢铁心用0.5mm厚的硅钢片冲制的冲片叠压而成，冲片形状如