1.基本結(jié)構(gòu)

    直流勵磁機的總體結(jié)構(gòu)及零部件分解見圖3-40,其各部件結(jié)構(gòu)及其作用介紹如下： 

(1)定子。定子是直流勵磁機主磁場 和換向極磁場部分，由定子機座、主磁極、換向極組成。

①定子機座。一般由一定厚度的鋼板卷圓后焊接而成。機座既是主磁極和換向極的支撐構(gòu)架，又是定子的軛部磁路。主磁極、換向極通過均布磁極螺釘固定于機座內(nèi)圓面上。其兩端面加工有與前、后端蓋配合組裝固定的止口和螺孔。機座下部焊有底腳，以便于支撐定子和整臺勵磁機。機座側(cè)上方有引出線孔，出線盒位于機座側(cè)面或頂部。 出線盒內(nèi)裝接線板，主磁極繞組、換向極繞組及電樞經(jīng)換向器至電刷裝置的引線在接線板上按規(guī)定的接法進行連接，并從這里引出直流電。

②主磁極。包括主磁極鐵心和繞組。鐵心是建立定子主磁路的部件，一般由1mm厚薄鋼板(Q235-A)沖制成的主磁極沖片登裝而成。主磁極繞組由漆包圓銅線在繞線模或線圈 框架上按規(guī)定的匝數(shù)和排列方法繞制而成，繞組套裝在已包扎絕緣材料的鐵心上。該繞組中流過直流電時，便在主磁極鐵心中產(chǎn)生磁通，形成定子主磁場。

③換向極。包括換向極鐵心和繞組。由于換向極鐵心截面寬度較窄，因而該鐵心一般由整塊鋼材加工而成。換向極繞組一般由漆包扁銅線或雙玻璃絲包扁銅線，在繞線模上按規(guī)定的匝數(shù)和排列方法繞制而成，換向極繞組套裝在換向極鐵心上。當該繞組中流過直流電時， 便在換向極鐵心中產(chǎn)生磁通，形成換向極磁場。換向極的作用是改善直流勵磁機的換向整流，使直流勵磁機運行時，換向器上不產(chǎn)生火花或減少火花產(chǎn)生.

(2)轉(zhuǎn)子。它是直流勵磁機轉(zhuǎn)動及由其電樞發(fā)出直流電的部分，由轉(zhuǎn)軸、風扇、電樞、 換向器等組成。

①轉(zhuǎn)軸。一般由35號或45號圓鋼加工而成。由轉(zhuǎn)軸把風扇、電樞和換向器裝成一體，構(gòu)成轉(zhuǎn)子。通過軸伸上裝設(shè)的聯(lián)軸器，將直流勵磁機與主發(fā)電機對接。它是將機械能變成電能的關(guān)鍵零件。

②風扇。用于排出發(fā)電機運行時產(chǎn)生的熱量。風扇一般有鑄鋁和鋼板焊接兩種。風扇結(jié)構(gòu)有后傾式和徑向離心式，前者效率較高，有利于降低噪聲，但限定一個方向旋轉(zhuǎn)。后者效果不如前者，但可反向旋轉(zhuǎn)。

③電樞。它是直流勵磁機感應(yīng)發(fā)電、輸出電能的部件，包括電樞鐵心和電樞繞組。電樞鐵心由0.5mm厚硅鋼片沖制成的電樞沖片疊裝而成，是電樞的主要磁路。在電樞沖片上沿圓周均布 規(guī)定數(shù)量的槽，以嵌放電樞繞組。電樞繞組材料為漆包圓銅線，按規(guī)定的線徑和規(guī)定的匝數(shù)及排列方法，在繞線模上繞制而成。電樞繞組嵌到電樞鐵心槽后，按規(guī)定的接法與換向器升高片連接。發(fā)電機旋轉(zhuǎn)時，在定子主磁場作用下，電樞繞組感應(yīng)的交流電經(jīng)換向器整流成直流電。

④換向器。換向器的作用是把④電樞繞組感應(yīng)的交流電經(jīng)電換向整流成直流電，并由安裝在中性位置的電刷引出。

(3)機械支撐部件。包括前后端蓋、前后軸承、前后軸承蓋。

①前、后端蓋。前、后端蓋與定子機座前后端止口組合，端蓋軸承室與軸承外圈組合， 軸承內(nèi)圈與轉(zhuǎn)軸組合，這樣由于端蓋的支撐作用，把定子和轉(zhuǎn)子組裝成一體，轉(zhuǎn)子可在定子內(nèi)腔旋轉(zhuǎn)自如。端蓋有鑄鐵鑄造和鋼板焊接兩種。

②軸承蓋。凡采用非封閉式軸承的勵磁機，均需配置內(nèi)外軸承蓋，用以保護軸承，并使軸承潤滑脂不外甩。軸承蓋材料般為鑄鐵，也有用鋼材加工。

③軸承。其結(jié)構(gòu)、作用、材料、選用與交流發(fā)電機一樣。

(4)電刷裝置。包括刷架(或刷桿)、刷握(也稱刷盒)、電刷、引出電線等。直流勵磁機運行時電樞感應(yīng)的電壓及電流通過電刷裝置引到機外。

2.工作原理

直流勵磁機整機工作原理電路如圖3-41所示。當勵磁機被驅(qū)動至一定轉(zhuǎn)速時，依靠定子主磁極鐵心剩磁，在電樞繞組中感應(yīng)交流電勢，經(jīng)換向器換向整流作用，從電刷輸出直流電。電刷的正、負電位按右手定則決定：圖中主磁極N極下的電刷為正電位，用“+”表 示，主磁極S下的電刷為負電位，用表示“-”，把引線端S1和F1連接，F(xiàn)2串聯(lián)變阻器后與H2連接，則從S1、H2引出的電壓就是直流勵磁機發(fā)出的直流電。調(diào)節(jié)磁場變阻器 R,可以整定輸出的直流電壓值。圖3-41a中有數(shù)量與主磁極相等的換向極，它能改善換向, 最大限度減少或消除換向器火花。換向極繞組接線方法是：順著電樞旋轉(zhuǎn)方向看，換向極的極性應(yīng)該和下面一個主磁極(即后切割電樞繞組的磁極)相同。圖3-41b中換向極電路接線應(yīng)是：端點H2→換向極繞組→電刷負刷，這樣依據(jù)換向極繞組和主磁極繞組繞向，并規(guī)定主磁極電路電流方向從F1流入，換向極電路電流從H2流入，按右手螺旋定則即可判定每個換向極極性和隨后的主磁極極性相同。