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直流电机机座结构的变化和发展浅论

2019-04-10 11:09:00     来源:电机技术日参        

【大比特导读】直流电机就整体而言,其结构的发展与变化主要在机座,换向器方面虽有多种新专利问世,但目前获得较多采用的仅有所谓“紧圈式”。

直流电机就整体而言,其结构的发展与变化主要在机座,换向器方面虽有多种新专利问世,但目前获得较多采用的仅有所谓“紧圈式”。因此,我们讨论的内容只涉及机座。通常,定子为凸极结构的直流电机,其定子磁扼与机座是合为一体的,因此,它用导磁性能良好的铸钢或钢板制成。随着直流电机使用范围的扩大,容量的增长,整流供电电源的采用,以及设计技术的进步,使直流电机机座从结构形式、采用的材料等诸方面,均有了相应变化和发展。

电机

外形的多样化

如先前推文中我们谈到的箱式机座、分半机座之外,直流电机是最早采用多角形机座的。当时主要用于铁道牵引及船舶电机,以节约其安装空间。众所周知,对于定子采用凸极结构的直流电机,圆筒形机座的定子空间不能很好地利用。因此,这种多角形机座在一般直流电机中也得到了发展,使同容量电机轻而小。至于与某些特定工作机械配套的直流电动机,往往二者在结构上合为一体,因而使电机的结构型式更为多样化了。

材料冲片化

对于负载经常变动,特别是具有周期冲击性负载的大型轧钢电机,为了抑制机座内产生的涡流,以满足换向性能的要求,机座不再采用整块铸钢或厚钢板,而是由薄钢板或硅钢片叠成,对于由整流电源供电的直流电动机,为了减少由于电源的交流分量在机座中产生的涡流损耗,以及其对换向性能的不良影响,即使容量较小的电机机座也用冲片叠成。这对于批量生产的直流电机是非常适合的。对于薄钢板冲片,表面不再涂漆,对于某些用硅钢片冲片,与交流电机定子铁心一样,表面也可以进行涂漆处理。

定子隐极化

长期以来,直流电机的定子采用凸极结构,由于电机内部有效空间不能充分利用,以及需要安置电刷—换向器等原因,使同中心高直流电机的容量比感应电机的要小许多。前面谈到的机座向冲片化方面的发展,促进了直流电机定子隐极化。其中定子的大槽安放换向极绕组,而小槽则安放励磁绕组和补偿绕组。通常,补偿绕组放在近槽口部分;小槽背部还可冲有通风孔。转子(电枢)则与凸极结构的相同。

采用隐极结构的优势

采用隐极结构,首先是使主极的高度下降。对于同中心高的电机可以采用较大的电枢外径。,从而可以提高电机的容量;其次是励磁绕组分布在各个槽内,使散热面积增加,因而可使励磁绕组的电流密度提高,绕组用铜量下降,且能使发热较均匀;第三,主磁极之间,以及主极与换向极之间的漏磁通减少;第四,可以通过冲模设计及冲制工艺,很好地保证各极磁路之间的对称性;第五,在某些情况下,有可能与感应电动机的冲片、机座通用。这时,直流电机的容量可达到同冲片感应电机容量的2/3以上。

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