直流发电机

电机基本结构

旋转电机有两个部分：定子和转子。定子不移动，是电机的外框，而转子是可移动的，是电机的内部。它们由铁磁材料制成。槽被切割在定子的内边缘和转子的外周。导体放置在这些槽中。这些导体连接形成绕组，电压在这些绕组中感应，这些绕组称为电枢绕组。产生主磁通的绕组称为励磁绕组。永磁体也可用于在某些电机中产生主磁通。

直流电机主要有两种类型，即直流发电机和直流电动机。将机械能转换为电能的装置称为直流发电机，将电能转换为机械能的装置称为直流电动机。

直流发电机结构

直流发电机主要由三个主要部分组成

1. 磁场系统。
2. 电枢。
3. 换向器和电刷装置。

磁场系统

产生主磁通的电机的静止部分称为磁场系统。它的外框是轭，由铸钢或轧制钢制成的空心圆柱体组成。直流发电机的轭用偶数个极芯螺栓固定。轭用于以下两个目的

• 它充当极芯的支撑和保护器。
• 它用于形成磁路的一部分。

由于极点向内指向，因此称为凸极。每个极芯都有一个具有曲面的极靴。极靴用于两个目的

• 它支撑着励磁线圈。
• 它增加了磁路横截面积并降低了其磁阻。

极点层叠以减少涡流损耗。

电枢

电枢是直流电机的旋转部分。它由一个轴组成，该轴上安装着一个层叠的圆柱体（电枢铁芯）。叠片的目的在于减少涡流损耗，并且将绝缘导体放入电枢铁芯的槽中，称为电枢绕组。电枢中使用的两种绕组类型是 - 波绕组和叠绕组。

换向器和电刷装置

换向器由大量楔形分段组成，这些分段由硬拉伸铜制成。这些分段通过它们的云母片相互绝缘。它呈平滑圆柱体的形状，其上设有碳刷，碳刷恰好与圆柱体的圆形表面接触。

换向器和电枢安装在同一轴上。如果机械能被馈入到存在磁场的电机中，则交流电动势在电枢导体中产生，然后通过碳刷收集，并且该电机被认为在发电模式下运行。换向器的作用是将所有负半周期转换为正周期，并将纹波平滑成输出电压。另一方面，当电枢通过换向器中的碳刷连接到直流电源时，会产生转矩并作用于电枢的每个导体，并且电机开始作为电动机工作。因此，我们可以说碳刷与换向器一起充当机械整流器或逆变器。

直流电机电枢的等效电路

等效电路用于表示直流发电机的电枢。它可以用三个串联连接的元件 E、R_a 和 V_b 表示。元件 E 是产生的电压，R_a 是电枢电阻，V_b 是电刷接触压降。直流发电机、直流电动机的电枢的等效电路如下图所示。对于直流电动机，E是反电动势。

图：(a) 直流发电机 (b) 直流电动机电枢的等效电路