主磁極勵(lì)磁繞組中通以直流勵(lì)磁電流產(chǎn)生的磁通勢稱為勵(lì)磁磁通勢,勵(lì)磁磁通勢產(chǎn)生的磁場稱為勵(lì)磁磁場,又稱為主磁場。勵(lì)磁繞組的供電方式稱為勵(lì)磁方式。按勵(lì)磁方式的不同,可以分成下列四種。
直流電機(jī)勵(lì)磁方式
(a)他勵(lì)直流電機(jī);(b)并勵(lì)直流電機(jī);(c)串勵(lì)直流電機(jī);(d)復(fù)勵(lì)直流電機(jī)
(一)他勵(lì)直流電機(jī)
他勵(lì)直流電機(jī)的勵(lì)磁繞組與電樞繞組之間無電的聯(lián)系,他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)由兩個(gè)獨(dú)立電源分別給勵(lì)磁繞組和電樞繞組供電,他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)由另外的電源勵(lì)磁,如圖(a)所示。永磁直流電機(jī)不需要直流電源,但可看作為他勵(lì)直流電機(jī),因其主磁場與電樞電壓無關(guān)。
(二)并勵(lì)直流電機(jī)
并勵(lì)直流電機(jī)的勵(lì)磁繞組與電樞繞組并聯(lián),其勵(lì)磁回路上所加的電壓就是電樞電路兩端端電壓。如圖(b)所示,對直流電動(dòng)機(jī)I=Ia+If,對直流發(fā)電機(jī)Ia=I+fo并勵(lì)發(fā)電機(jī)及下面提及的串勵(lì)、復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)均屬于由發(fā)電機(jī)本身供給勵(lì)磁電流的自勵(lì)發(fā)電機(jī)。
(三)串勵(lì)直流電機(jī)
串勵(lì)直流電機(jī)將勵(lì)磁繞組和電樞繞組串聯(lián)起來,如圖(c)所示,這種直流電機(jī)的勵(lì)磁電流就是電樞電流,即即If=Ia。
(四)復(fù)勵(lì)直流電機(jī)
這種直流電機(jī)的主磁極上裝有兩個(gè)勵(lì)磁繞組,一個(gè)繞組與電樞繞組并聯(lián)(稱為并勵(lì)繞組),另一個(gè)繞組與電樞繞組串聯(lián)(稱為串勵(lì)繞組),如圖(d)所示。若串聯(lián)繞組產(chǎn)生的磁通勢與并勵(lì)繞組產(chǎn)生的磁通勢方向相同,稱為積復(fù)勵(lì);若這兩個(gè)磁通勢方向相反,則稱為差復(fù)勵(lì)。
直流電機(jī)的運(yùn)行特性隨勵(lì)磁方式的不同而有很大的差別,一般自動(dòng)控制系統(tǒng)所用的直流電動(dòng)機(jī)主要是他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)。這主要是因?yàn)楫?dāng)改變他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電樞電壓進(jìn)行調(diào)速控制時(shí),不影響其磁場,使其具有良好的控制特性。
1、周圍應(yīng)保持干燥,其內(nèi)外部均不應(yīng)放置其他物件。電機(jī)的清潔工作每月不得少于一次,清潔時(shí)應(yīng)以壓縮空氣吹凈內(nèi)部的灰塵,特別是換向器、線圈連接線和引線部分。
2、換向器的保養(yǎng)
(1)換向器應(yīng)是呈正圓柱形的表面,不應(yīng)有機(jī)械損傷和燒焦的痕跡。
?。?)換向器在負(fù)載下長期無火花運(yùn)轉(zhuǎn)后,在表面產(chǎn)生一層褐色有光澤的堅(jiān)硬薄膜,這是正?,F(xiàn)象,它能保護(hù)換向器的磨損,這層薄膜必須加以保護(hù),不能用砂布摩擦。
(3)若換向器表面出現(xiàn)粗糙、燒焦等現(xiàn)象時(shí)可用“0”號砂布在旋轉(zhuǎn)著的換向器表面進(jìn)行細(xì)致研磨。若換向器表面出現(xiàn)過于粗糙不平、不圓或有部分凹進(jìn)現(xiàn)象時(shí)應(yīng)將換向器進(jìn)行車削,車削速度不大于1.5m/s,車削深度及每轉(zhuǎn)進(jìn)刀量均不大于0.1mm,車削時(shí)換向器不應(yīng)有軸向移動(dòng)。
?。?)換向器表面磨損很多時(shí),或經(jīng)車削后,發(fā)現(xiàn)云母片有凸出現(xiàn)象,應(yīng)以銑刀將云母片銑成1~1.5mm的凹槽。
(5)換向器車削或云母片下刻時(shí),須防止銅屑、灰塵侵入電樞內(nèi)部。因?yàn)橐獙㈦姌芯€圈端部及接頭片覆蓋。加工完畢后用壓縮空氣做清潔處理。
3、電刷的使用
?。?)電刷與換向器的工作表面應(yīng)有良好的接觸,電刷壓力正常。電刷在刷握內(nèi)應(yīng)能滑動(dòng)自如。電刷磨損或損壞時(shí),應(yīng)以牌號及尺寸與原來相同的電刷更替之,并且用“0”號砂布進(jìn)行研磨,砂布面向電刷,背面緊貼換向器,研磨時(shí)隨換向器作來回移動(dòng)。
?。?)電刷研磨后用壓縮空氣作清潔處理,再使作空載運(yùn)轉(zhuǎn),然后以輕負(fù)荷(為額定負(fù)載的1/4~1/3)運(yùn)轉(zhuǎn)1小時(shí),使電刷在換向器上得到良好的接觸面(每塊電刷的接觸面積不小于57%)。
4、軸承的保養(yǎng)
?。?)軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)溫度太高,或發(fā)出有害雜音時(shí),說明可能損壞或有外物侵入,應(yīng)拆下軸承清洗檢查,當(dāng)發(fā)現(xiàn)鋼珠或滑圈有裂紋損壞或軸承經(jīng)清洗后使用情況仍未改變時(shí),必須更換新軸承。軸承工作2000~2500小時(shí)后應(yīng)更換新的潤滑脂,但每年不得少于一次。
?。?)軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)須防止灰塵及潮氣侵入,并嚴(yán)禁對軸承內(nèi)圈或外圈的任何沖擊。
5、絕緣電阻
(1)應(yīng)當(dāng)經(jīng)常檢查步進(jìn)電機(jī)的絕緣電阻,如果絕緣電阻小于1MΩ時(shí),應(yīng)仔細(xì)清除絕緣上的污物和灰塵,并用汽油、甲苯或四氯化碳清除之,待其干燥后再涂絕緣漆。
?。?)必要時(shí)可采用熱空氣干燥法,用通風(fēng)機(jī)將熱空氣(80℃)送入電動(dòng)機(jī)進(jìn)行干燥,開始絕緣電阻降低,然后升高,最后趨于穩(wěn)定。
6、通風(fēng)系統(tǒng)
建議應(yīng)經(jīng)常檢查定子溫升,判斷通風(fēng)系統(tǒng)是否正常,風(fēng)量是否足夠,如果溫升超過允許值,應(yīng)立即停車檢查通風(fēng)系統(tǒng)。
直流電機(jī)是將電能轉(zhuǎn)變?yōu)檩S上輸出的機(jī)械能的電磁轉(zhuǎn)換裝置。由定子繞組通入直流勵(lì)磁電流,產(chǎn)生勵(lì)磁磁場,主電路引入直流電源,經(jīng)碳刷(電刷)傳給換向器,再經(jīng)換向器將此直流電轉(zhuǎn)化為交流電,引入電樞繞組,產(chǎn)生電樞電流(電樞磁場),電樞磁場與勵(lì)磁磁場合成氣隙磁場,電樞繞組切割合成氣隙磁場,產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。這是直流電機(jī)的基本工作原理。
右圖為簡單的兩極直流電機(jī)模型,由主磁極(勵(lì)磁線圈)、電樞(電樞線圈)、電刷和換向片等組成。固定部分(定子)上,裝設(shè)了一對直流勵(lì)磁的靜止的主磁級N、S,主磁級由勵(lì)磁線圈的磁場產(chǎn)生;旋轉(zhuǎn)部分(轉(zhuǎn)子)上,裝調(diào)電樞鐵芯與電樞繞組。電樞電流由外供直流電源所產(chǎn)生。定子和轉(zhuǎn)子之間有一氣隙。電樞線圈的首、末端分別連接于兩個(gè)圓弧型的換向片上,換向片之間互相絕緣,由換向片構(gòu)成的整體稱為換向器。換向片固定在轉(zhuǎn)軸上,與轉(zhuǎn)軸也是絕緣的。在換向片上放置著一對固定不動(dòng)的電刷,當(dāng)電樞旋轉(zhuǎn)時(shí),電樞線圈通過換向片和電刷與外電路接觸(引入外供直流電源)。
直流電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí),將直流電源接住在兩刷之間,電流方向?yàn)椋篘級下有效邊電流總是一個(gè)方向,而S級上有效邊中電流總是另一個(gè)方向,兩邊上受到的電磁力方向一致,電樞因而轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)線圈有效邊從N級下(S級上)轉(zhuǎn)到S級上(N極下)下時(shí),其中電流方向由于換向片而同時(shí)改變,而電磁力方向不變,使電樞受到一個(gè)方向不變的電磁轉(zhuǎn)矩,因而電機(jī)連續(xù)運(yùn)行。