直流電機是機械能和直流電能互相轉換的旋轉裝置。它的作用是:當用作發電機時,它將機械能轉換為電能;當用作電動機時,將電能轉換為機械能。在工農業生產上主要是應用交流電。但在某些方面,特別是電動車(自行車、汽車、船舶等)蓄電池充電、實驗中的電鍍和電解、專業實習中的直流電焊以及數控車床等,都需要直流電機。而直流電機作為上述各方面的直流電源,起著極其重要的作用,是我們工作、生活和學習必*的動力源泉。雖然直流電機結構復雜,價格昂貴,工作可靠性相對較差,隨著近代電子工業的迅速發展,它已被半導體以及集成整流電路所替代。但由于受工作環境和使用條件的限制,直流電機的應用作用前景十分看好,特別是對于從事機械、機電和電子加工與應用的專業人員來說,掌握其使用技術要點,對于延長直流電機的使用壽命,構建節約型和諧社會具有重要的意義。正確使用直流電機應注意以下技術要點。
1 科學調整
直流電機作發電運行時,電樞由原動機驅動而在磁場中旋轉,在電樞繞組的兩根有效邊中感應出電動勢;而當電動機運行時,將直流電源接在兩電刷之間而電流通入電樞繞組,其工作原理根本不同。發電機的電磁轉矩是阻轉矩,它與電樞轉動的方向或原動機的驅動轉矩的方向相反;而電動機的電磁轉矩則是驅動轉矩,它使電樞轉動,有著本質的區別。因此,電動機的電磁轉矩必須與機械負載轉矩以及空載損耗相平衡。一般來說,當軸上的機械負載發生變化時,則電動機的轉速、電動勢、電流以及電磁轉矩將自動進行調整,以適應負載的變化,保持新的平衡。但當電動機使用時間較長或受負載發生急劇變化時,應當進行人工調整,以防止負載突然加大或失衡,導致電動機長時間運行而損壞。
2 防止勵磁回路開路
直流電動機在啟動或工作時,勵磁回路一定要接通,不能讓它斷開(啟動時要將勵磁電流調到zui大)。否則,由于磁路只有很小的剩磁,就可能發生下列事故:(1)電動機是靜止的,由于轉矩太小,它將不能啟動,這時反電動勢為零,電樞電流很大,電樞繞組有被燒壞的危險;(2)如果電動機在有載運行時斷開勵磁電路,反電動勢立即減小而使電樞電流增大,同時由于所產生的轉矩不能滿足負載的需要,電動機必將減速而停轉,更加促使電樞電流的增大,以致燒毀電樞繞組和換向器;(3)如果電動機空載運行,它的轉速可能上升到很高(這種事故稱為飛車),使電動機遭受嚴重的機械損傷,而且因電樞電流過大而將繞組燒壞。因此切記:在使用電動機時,如果要改變直流電動機的轉動方向,必須改變電磁轉矩的方向;經常或及時檢查電樞電路中的串接啟動電阻,隨時更換串接電阻,防止該電阻阻值發生變化,特別是阻值減
3 電動機的調速要利用改變磁通的方法來實現
用于實驗或加工車床時,電動機的調速要利用改變磁通的方法來實現,因為這種調速的方法,比較適合于轉矩與轉速成反比而輸出功率基本上不變的工作場合。這種調速可實現無級調速,控制方便,穩定性好等技術要求。當電動機用于起重設備,特別是實習加工車間的吊裝、移位、運行時,應采用改變磁場的方法改變電壓來實現調速。因為利用調壓方法,一方面穩定性能好,均勻調節電樞電壓,可得到平滑的無級調速,同時它的調速幅度較大,可達6~10倍。
4 利用電子技術調速
近年來,隨著計算機技術的普及和電子工業的迅速發展,電機調速的方法也做了相應的技術改進,晶閘管整流替代了電子管,大功率集成電路替代了晶閘管,實現了數字化電動機調速。但這些技術一方面要求精度高,另一方面電子調速設備價格昂貴,在使用和維護時要嚴加小心,以減少不必要的損失。