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     德國(guó)FAULHABER馮哈勃直流電機(jī)的換向器是由許多換向片組成的圓柱體

FAULHABER直流電機(jī)（direct current machine）是指能將直流電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能（直流電動(dòng)機(jī)）或?qū)C(jī)械能轉(zhuǎn)換成直流電能（直流發(fā)電機(jī)）的旋轉(zhuǎn)電機(jī),。它是能實(shí)現(xiàn)直流電能和機(jī)械能互相轉(zhuǎn)換的電機(jī),。當(dāng)它作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)是直流電動(dòng)機(jī)，將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能,；作發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)是直流發(fā)電機(jī),，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。

FAULHABER直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)應(yīng)由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成,。FAULHABER直流電機(jī)運(yùn)行時(shí)靜止不動(dòng)的部分稱為定子,，定子的主要作用是產(chǎn)生磁場(chǎng)，由機(jī)座,、主磁極,、換向極、端蓋,、軸承和電刷裝置等組成,。運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)的部分稱為轉(zhuǎn)子,，其主要作用是產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，是FAULHABER直流電機(jī)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的樞紐,，所以通常又稱為電樞,，由轉(zhuǎn)軸、電樞鐵心,、電樞繞組,、換向器和風(fēng)扇等組成。

定子

（1）主磁極

主磁極的作用是產(chǎn)生氣隙磁場(chǎng),。主磁極由主磁極鐵心和勵(lì)磁繞組兩部分組成,。鐵心一般用0.5mm～1.5mm厚的硅鋼板沖片疊壓鉚緊而成，分為極身和極靴兩部分,，上面套勵(lì)磁繞組的部分稱為極身,，下面擴(kuò)寬的部分稱為極靴，極靴寬于極身,，既可以調(diào)整氣隙中磁場(chǎng)的分布,，又便于固定勵(lì)磁繞組。勵(lì)磁繞組用絕緣銅線繞制而成,，套在主磁極鐵心上,。整個(gè)主磁極用螺釘固定在機(jī)座上，

（2）換向極

換向極的作用是改善換向,，減小電機(jī)運(yùn)行時(shí)電刷與換向器之間可能產(chǎn)生的換向火花,，一般裝在兩個(gè)相鄰主磁極之間，由換向極鐵心和換向極繞組組成,。換向極繞組用絕緣導(dǎo)線繞制而成,，套在換向極鐵心上，換向極的數(shù)目與主磁極相等,。

（3）機(jī)座

電機(jī)定子的外殼稱為機(jī)座,。機(jī)座的作用有兩個(gè)：

一是用來(lái)固定主磁極、換向極和端蓋,，并起整個(gè)電機(jī)的支撐和固定作用,；

二是機(jī)座本身也是磁路的一部分，借以構(gòu)成磁極之間磁的通路,，磁通通過(guò)的部分稱為磁軛,。為保證機(jī)座具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和良好的導(dǎo)磁性能，一般為鑄鋼件或由鋼板焊接而成,。

（4）電刷裝置

電刷裝置是用來(lái)引入或引出直流電壓和直流電流的,。電刷裝置由電刷、刷握、刷桿和刷桿座等組成,。電刷放在刷握內(nèi),，用彈簧壓緊，使電刷與換向器之間有良好的滑動(dòng)接觸,，刷握固定在刷桿上,，刷桿裝在圓環(huán)形的刷桿座上，相互之間必須絕緣,。刷桿座裝在端蓋或軸承內(nèi)蓋上，圓周位置可以調(diào)整,，調(diào)好以后加以固定,。

轉(zhuǎn)子

（1）電樞鐵心

電樞鐵心是主磁路的主要部分，同時(shí)用以嵌放電樞繞組,。一般電樞鐵心采用由0.5mm厚的硅鋼片沖制而成的沖片疊壓而成,，以降低電機(jī)運(yùn)行時(shí)電樞鐵心中產(chǎn)生的渦流損耗和磁滯損耗。疊成的鐵心固定在轉(zhuǎn)軸或轉(zhuǎn)子支架上,。鐵心的外圓開(kāi)有電樞槽,，槽內(nèi)嵌放電樞繞組。

（2）電樞繞組

電樞繞組的作用是產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),，是FAULHABER直流電機(jī)進(jìn)行能量變換的關(guān)鍵部件,，所以叫電樞。它是由許多線圈（以下稱元件）按一定規(guī)律連接而成,，線圈采用高強(qiáng)度漆包線或玻璃絲包扁銅線繞成,，不同線圈的線圈邊分上下兩層嵌放在電樞槽中，線圈與鐵心之間以及上,、下兩層線圈邊之間都必須妥善絕緣,。為防止離心力將線圈邊甩出槽外，槽口用槽楔固定,。線圈伸出槽外的端接部分用熱固性無(wú)緯玻璃帶進(jìn)行綁扎,。

（3）換向器

在直流電動(dòng)機(jī)中，換向器配以電刷,，能將外加直流電源轉(zhuǎn)換為電樞線圈中的交變電流,，使電磁轉(zhuǎn)矩的方向恒定不變；在直流發(fā)電機(jī)中,，換向器配以電刷,，能將電樞線圈中感應(yīng)產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)轉(zhuǎn)換為正、負(fù)電刷上引出的直流電動(dòng)勢(shì),。換向器是由許多換向片組成的圓柱體,，換向片之間用云母片絕緣。

（4）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,。

直流發(fā)電機(jī)

直流發(fā)電機(jī)是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為直流電能的機(jī)器。它主要作為直流電動(dòng)機(jī),、電解,、電鍍、電冶煉,、充電及交流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電源等所需的FAULHABER直流電機(jī),。雖然在需要直流電的地方，也用電力整流元件,，把交流電轉(zhuǎn)換成直流電,，但從某些工作性能方面來(lái)看，交流整流電源還不能取代直流發(fā)電機(jī),。

直流電動(dòng)機(jī)

將直流電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的轉(zhuǎn)動(dòng)裝置,。電動(dòng)機(jī)定子提供磁場(chǎng)，直流電源向轉(zhuǎn)子的繞組提供電流,，換向器使轉(zhuǎn)子電流與磁場(chǎng)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩保持方向不變,。根據(jù)是否是否配置有常用的電刷-換向器可以將直流電動(dòng)機(jī)分為兩類，包括有刷直流電動(dòng)機(jī)和無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī),。

無(wú)刷FAULHABER直流電機(jī)是近幾年來(lái)隨著微處理器技術(shù)的發(fā)展和高開(kāi)關(guān)頻率,、低功耗新型電力電子器件的應(yīng)用，以及控制方法的優(yōu)化和低成本,、高磁能級(jí)的永磁材料的出現(xiàn)而發(fā)展起來(lái)的一種新型直流電動(dòng)機(jī),。

無(wú)刷FAULHABER直流電機(jī)既保持了傳統(tǒng)FAULHABER直流電機(jī)良好的調(diào)速性能又具有無(wú)滑動(dòng)接觸和換向火花、可靠性高,、使用壽命長(zhǎng)及噪聲低等優(yōu)點(diǎn),，因而在航空航天、數(shù)控機(jī)床,、機(jī)器人,、電動(dòng)汽車(chē)、計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備和家用電器等方面都獲得了廣泛應(yīng)用,。

按照供電方式的不同,，無(wú)刷FAULHABER直流電機(jī)又可以分為兩類：方波無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)，其反電勢(shì)波形和供電電流波形都是矩形波,，又稱為矩形波永磁同步電動(dòng)機(jī),；正弦波無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)，其反電勢(shì)波形和供電電流波形均為正弦波,。

勵(lì)磁方式是指旋轉(zhuǎn)電機(jī)中產(chǎn)生磁場(chǎng)的方式,，F(xiàn)AULHABER直流電機(jī)的勵(lì)磁方式分為四種：

他勵(lì)FAULHABER直流電機(jī)

勵(lì)磁繞組與電樞繞組無(wú)聯(lián)接關(guān)系,，而由其他直流電源對(duì)勵(lì)磁繞組供電的FAULHABER直流電機(jī)稱為他勵(lì)FAULHABER直流電機(jī)，永磁FAULHABER直流電機(jī)也可看作他勵(lì)或自激FAULHABER直流電機(jī),，一般直接稱作勵(lì)磁方式為永磁,。

并勵(lì)FAULHABER直流電機(jī)

并勵(lì)FAULHABER直流電機(jī)的勵(lì)磁繞組與電樞繞組相并聯(lián)，作為并勵(lì)發(fā)電機(jī)來(lái)說(shuō),，是電機(jī)本身發(fā)出來(lái)的端電壓為勵(lì)磁繞組供電,；作為并勵(lì)電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，勵(lì)磁繞組與電樞共用同一電源,，從性能上講與他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)相同,。

串勵(lì)FAULHABER直流電機(jī)

串勵(lì)FAULHABER直流電機(jī)的勵(lì)磁繞組與電樞繞組串聯(lián)后，再接于直流電源,。這種FAULHABER直流電機(jī)的勵(lì)磁電流就是電樞電流,。

復(fù)勵(lì)FAULHABER直流電機(jī)

復(fù)勵(lì)FAULHABER直流電機(jī)有并勵(lì)和串勵(lì)兩個(gè)勵(lì)磁繞組。若串勵(lì)繞組產(chǎn)生的磁通勢(shì)與并勵(lì)繞組產(chǎn)生的磁通勢(shì)方向相同稱為積復(fù)勵(lì),。若兩個(gè)磁通勢(shì)方向相反，則稱為差復(fù)勵(lì),。

不同勵(lì)磁方式的FAULHABER直流電機(jī)有著不同的特性,。一般情況直流電動(dòng)機(jī)的主要?jiǎng)?lì)磁方式是并勵(lì)式、串勵(lì)式和復(fù)勵(lì)式,直流發(fā)電機(jī)的主要?jiǎng)?lì)磁方式是他勵(lì)式,、并勵(lì)式和復(fù)勵(lì)式,。