直流电机机座结构的变化和发展浅论
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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。 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。 |
