第六篇直流電機(jī)1

1、第二十章直流電機(jī)的基本工作原理和基本結(jié)構(gòu)第二十章直流電機(jī)的基本工作原理和基本結(jié)構(gòu)第六篇第六篇 直流電機(jī)直流電機(jī)1.掌握直流電機(jī)的基本工作原理2.了解直流電機(jī)的的基本結(jié)構(gòu)3.了解直流電機(jī)的額定值本章基本要求直流電機(jī)的基本工作原理和基本結(jié)構(gòu)概述直流電機(jī)的基本工作原理直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)直流電機(jī)的型號(hào)和額定值主要內(nèi)容直流電機(jī)的基本工作原理和基本結(jié)構(gòu)20.1 概述直流電機(jī)的基本工作原理和基本結(jié)構(gòu)u直流電機(jī)是根據(jù)電磁感應(yīng)定律和電磁力定律實(shí)現(xiàn)機(jī)械能與直流電能轉(zhuǎn)換的機(jī)器u分類：直流電機(jī)直流發(fā)電機(jī)：直流電動(dòng)機(jī)：機(jī)械能電能電能機(jī)械能u用途：直流發(fā)電機(jī)：電源 勵(lì)磁機(jī) 信號(hào)傳遞測(cè)速發(fā)電機(jī) 20.1 概述直流電機(jī)的基本

2、工作原理和基本結(jié)構(gòu)u用途：直流電動(dòng)機(jī)：動(dòng)力用-直流電動(dòng)機(jī) 信號(hào)傳遞直流伺服電動(dòng)機(jī) u優(yōu)點(diǎn)：直流發(fā)電機(jī)：波形平滑性好，電磁干擾小直流電動(dòng)機(jī)： 調(diào)速范圍寬，平滑性好； 起動(dòng)、過載、制動(dòng)轉(zhuǎn)矩大； 易于控制，可靠性高； 調(diào)速時(shí)能量損耗小，經(jīng)濟(jì)，系統(tǒng)成本低。20.1 概述直流電機(jī)的基本工作原理和基本結(jié)構(gòu)u缺點(diǎn)：u應(yīng)用實(shí)例：直流發(fā)電機(jī)：直流電動(dòng)機(jī)的電源、同步機(jī)的勵(lì)磁、電鍍、電解、電冶煉等的直流電源直流電動(dòng)機(jī)： 給粉系統(tǒng)、卷揚(yáng)機(jī)、大型機(jī)床、電力機(jī)車、電車、電氣機(jī)車牽引、造紙、紡織拖動(dòng)、吊車、挖掘機(jī)械、軋鋼機(jī)、船舶推進(jìn)等成本高、結(jié)構(gòu)和工藝復(fù)雜、維修困難、安全可靠性差。 u發(fā)展趨勢(shì)：直流發(fā)電機(jī)逐步被電力電子整流

3、電源所取代；直流電動(dòng)機(jī)逐步被交流電動(dòng)機(jī)所取代；20.2 直流電機(jī)的基本工作原理直流電機(jī)的基本工作原理和基本結(jié)構(gòu)一、直流發(fā)電機(jī)的工作原理20.2 直流電機(jī)的基本工作原理直流電機(jī)的基本工作原理和基本結(jié)構(gòu)一、直流發(fā)電機(jī)的工作原理通過換向片，電刷A總與位于N極下的導(dǎo)體相連，極性為正。電刷B總與位于S極下的導(dǎo)體相連，極性為負(fù)20.2 直流電機(jī)的基本工作原理直流電機(jī)的基本工作原理和基本結(jié)構(gòu)一、直流發(fā)電機(jī)的工作原理l線圈中的電動(dòng)勢(shì)和電流均為交流xxeB lvBl通過換向片，電刷固定接于某一磁極下的導(dǎo)體l換向器將電樞繞組中的交流電轉(zhuǎn)化為電刷兩端的直流電，這種作用稱為“整流”20.2 直流電機(jī)的基本工作原理直流

4、電機(jī)的基本工作原理和基本結(jié)構(gòu)一、直流發(fā)電機(jī)的工作原理增加導(dǎo)體可減小感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的脈動(dòng)。增加導(dǎo)體可減小感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的脈動(dòng)。當(dāng)有足夠多的線圈和換向片時(shí)，可當(dāng)有足夠多的線圈和換向片時(shí)，可獲得穩(wěn)定直流電勢(shì)。當(dāng)每極下導(dǎo)體獲得穩(wěn)定直流電勢(shì)。當(dāng)每極下導(dǎo)體數(shù)大于數(shù)大于8時(shí)，脈動(dòng)可小于時(shí)，脈動(dòng)可小于1%。20.2 直流電機(jī)的基本工作原理直流電機(jī)的基本工作原理和基本結(jié)構(gòu)一、直流發(fā)電機(jī)的工作原理n結(jié)論：結(jié)論：1）電樞繞組內(nèi)電勢(shì)、電流為交流電；）電樞繞組內(nèi)電勢(shì)、電流為交流電；2）電刷間為直流電勢(shì)。繞組中感應(yīng)電勢(shì)與電流方向一致；）電刷間為直流電勢(shì)。繞組中感應(yīng)電勢(shì)與電流方向一致；3）電樞電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)在空間上是恒定不變的磁場(chǎng)

5、；）電樞電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)在空間上是恒定不變的磁場(chǎng)；4）產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相反，）產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相反， 為制動(dòng)性質(zhì)；為制動(dòng)性質(zhì)；5）原動(dòng)機(jī)克服電磁制動(dòng)轉(zhuǎn)矩作功，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。）原動(dòng)機(jī)克服電磁制動(dòng)轉(zhuǎn)矩作功，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。20.2 直流電機(jī)的基本工作原理直流電機(jī)的基本工作原理和基本結(jié)構(gòu)二、直流電動(dòng)機(jī)的工作原理在直流電動(dòng)機(jī)中，雖然外加電源為直流，但通過換向器的作用，導(dǎo)體中的電流將隨其所處磁極極性的改變而同時(shí)改變其方向，從而使電磁轉(zhuǎn)矩的方向始終保持不變。即線圈中的電流是交變的，但產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩方向是恒定的。 xfB li20.2 直流電機(jī)的基本工作原理直流電機(jī)的基本工作原理和基

6、本結(jié)構(gòu)二、直流電動(dòng)機(jī)的工作原理20.2 直流電機(jī)的基本工作原理直流電機(jī)的基本工作原理和基本結(jié)構(gòu)二、直流電動(dòng)機(jī)的工作原理20.2 直流電機(jī)的基本工作原理直流電機(jī)的基本工作原理和基本結(jié)構(gòu)n結(jié)論：結(jié)論：1）外施電壓、電流是直流，）外施電壓、電流是直流， 電樞繞組內(nèi)電流是交流；電樞繞組內(nèi)電流是交流；2）電樞繞組中感應(yīng)電勢(shì)與電流方向相反；）電樞繞組中感應(yīng)電勢(shì)與電流方向相反；3）線圈是旋轉(zhuǎn)的，電樞電流是交變的。）線圈是旋轉(zhuǎn)的，電樞電流是交變的。 電樞電流產(chǎn)生的磁電樞電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)在空間上是恒定不變的；場(chǎng)在空間上是恒定不變的；4）產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相同，）產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相同， 為驅(qū)動(dòng)性質(zhì)；為

7、驅(qū)動(dòng)性質(zhì)；5）電磁轉(zhuǎn)矩克服負(fù)載轉(zhuǎn)矩作功，將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。）電磁轉(zhuǎn)矩克服負(fù)載轉(zhuǎn)矩作功，將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。二、直流電動(dòng)機(jī)的工作原理20.2 直流電機(jī)的基本工作原理直流電機(jī)的基本工作原理和基本結(jié)構(gòu)三、直流電機(jī)的可逆原理n同一臺(tái)直流電機(jī)， 通過改變外界條件，既可以作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，也可以作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行。在電機(jī)理論中稱為可逆原理。 n如果用原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)電樞旋轉(zhuǎn)，可以從電刷端引出直流電動(dòng)勢(shì)而作為直流電源對(duì)負(fù)載供電，此為發(fā)電機(jī)運(yùn)行。n如果在電刷端外加直流電壓，則可以帶動(dòng)軸上的機(jī)械負(fù)載旋轉(zhuǎn)，從而把電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，此為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行。20.3 直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)直流電機(jī)的基本工作原理和基本結(jié)構(gòu)主要由定子、轉(zhuǎn)子兩

8、部分組成直流電機(jī)定子轉(zhuǎn)子電樞鐵心軸承換向器風(fēng)扇轉(zhuǎn)軸電樞繞組機(jī)座換向極主磁極電刷裝置端蓋主極鐵心勵(lì)磁繞組刷桿 電刷 刷握刷桿座(產(chǎn)生勵(lì)磁磁場(chǎng))(產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，流過電流，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩)風(fēng)扇機(jī)座電樞鐵心和繞組主磁極電刷換向器接線板接線盒勵(lì)磁繞組端蓋20.3 直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)直流電機(jī)的基本工作原理和基本結(jié)構(gòu)20.3 直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)直流電機(jī)的基本工作原理和基本結(jié)構(gòu)20.3 直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)直流電機(jī)的基本工作原理和基本結(jié)構(gòu)NSNS20.3 直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)直流電機(jī)的基本工作原理和基本結(jié)構(gòu)21 n N極和S極成對(duì)出現(xiàn)且沿圓周均勻交替分布； n 極對(duì)數(shù)：N極或S極的個(gè)數(shù)，通常用 p 表示； n 極數(shù)：

9、主磁極的個(gè)數(shù)，等于 2p 。p=2 即即4極電機(jī)極電機(jī)20.3 直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)直流電機(jī)的基本工作原理和基本結(jié)構(gòu)20.3 直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)直流電機(jī)的基本工作原理和基本結(jié)構(gòu)23 一、主磁極l作用：產(chǎn)生主磁場(chǎng) l構(gòu)成：主極鐵心：11.5mm厚的鋼板 勵(lì)磁繞組：用絕緣銅線構(gòu)成 主磁極鋼板沖片（1-1.5mm厚）主磁極由鋼板沖片疊壓而成勵(lì)磁繞組套在主磁極極身上20.3 直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)直流電機(jī)的基本工作原理和基本結(jié)構(gòu)24 一、主磁極20.3 直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)直流電機(jī)的基本工作原理和基本結(jié)構(gòu)25 二、換向極（附加極）l作用：改善換向l構(gòu)成：鐵心：整塊鋼或鋼板 繞組：和電樞繞組串聯(lián)l位置：兩個(gè)主磁

10、極的中心線上幾何中心線l個(gè)數(shù)：一般和主極個(gè)數(shù)一樣。也有是主極個(gè)數(shù)的一半。20.3 直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)直流電機(jī)的基本工作原理和基本結(jié)構(gòu)26 三、機(jī)座l作用：固定主磁極、換向極和端蓋等 主磁路的一部分（磁軛） l構(gòu)成：鑄鋼或厚鋼板焊接四、電樞鐵心l作用：主磁路 安放電樞繞組 l構(gòu)成：硅鋼片迭成 電樞鐵心沖片 (0.35-0.5mm厚) （硅鋼片）涂絕緣漆沖片疊壓而成均勻開槽20.3 直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)直流電機(jī)的基本工作原理和基本結(jié)構(gòu)27 五、電樞繞組六、換向器l作用：將線圈里的交流電勢(shì)變?yōu)殡娝⒍说闹绷麟妱?shì)。或把外加的直流電流變?yōu)榫€圈中的交流電流。 l構(gòu)成：銅片組成，用云母絕緣l作用：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和通

11、過電流，實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換l構(gòu)成：按一定規(guī)律連接的絕緣銅線構(gòu)成20.3 直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)直流電機(jī)的基本工作原理和基本結(jié)構(gòu)28 換向器換向器20.3 直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)直流電機(jī)的基本工作原理和基本結(jié)構(gòu)29 七、電刷裝置l作用：保持和換向器的滑動(dòng)接觸，與換向器配合，將線圈中的交流電勢(shì)變?yōu)殡娝⑸系闹绷麟妱?shì)l構(gòu)成：電刷、刷握、刷桿、刷桿座l個(gè)數(shù)：與磁極個(gè)數(shù)相同。 20.4 直流電機(jī)的型號(hào)和額定值直流電機(jī)的基本工作原理和基本結(jié)構(gòu)一、直流電機(jī)的型號(hào)（Z）型號(hào)表明電機(jī)的系列及主要特點(diǎn)。知道了電機(jī)的型號(hào)，便可從相關(guān)手冊(cè)及資料中查出該電機(jī)的有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)。 20.4 直流電機(jī)的型號(hào)和額定值直流電機(jī)的基本工作原理和基本

12、結(jié)構(gòu)一、直流電機(jī)的型號(hào)（Z）20.4 直流電機(jī)的型號(hào)和額定值直流電機(jī)的基本工作原理和基本結(jié)構(gòu)二、直流電機(jī)的額定值1額定功率PN （W或kW）：電機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)的輸出功率。 發(fā)電機(jī)：電刷間輸出的電功率。 PNUNIN 電動(dòng)機(jī)：軸上輸出的機(jī)械功率。 PNUNINN 2額定電壓UN （V）：額定運(yùn)行狀況下，直流發(fā)電機(jī)的輸出電壓或直流電動(dòng)機(jī)的輸入電壓。 3額定電流IN （A）：額定電壓和額定功率時(shí)允許電機(jī)長期輸入（電動(dòng)機(jī)）或輸出（發(fā)電機(jī)）的線端電流。20.4 直流電機(jī)的型號(hào)和額定值直流電機(jī)的基本工作原理和基本結(jié)構(gòu)二、直流電機(jī)的額定值3額定電流IN （A） 直流發(fā)電機(jī)：I N P N 103/ UN A

13、 直流電動(dòng)機(jī)：I N P N 103/(UN N ) A4額定轉(zhuǎn)速nN （rmin）：在額定電壓、額定電流下，運(yùn)行于額定功率時(shí)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。5額定效率N ：直流電動(dòng)機(jī)額定輸出功率與電動(dòng)機(jī)額定輸人功率比值的百分?jǐn)?shù)。20.4 直流電機(jī)的型號(hào)和額定值直流電機(jī)的基本工作原理和基本結(jié)構(gòu) 例題：直流電機(jī)，PN=15kW，UN=380V，效率=0.85，求：發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)時(shí)的額定電流。第二十一章直流電機(jī)的電樞繞組第二十一章直流電機(jī)的電樞繞組第二十二章直流電機(jī)的磁場(chǎng)第二十二章直流電機(jī)的磁場(chǎng)第六篇第六篇 直流電機(jī)直流電機(jī)1.了解直流電機(jī)電樞繞組的構(gòu)成及其連接2.掌握直流電機(jī)電樞繞組的特點(diǎn)3.了解直流電機(jī)的磁路

14、4.理解直流電機(jī)的磁動(dòng)勢(shì)和磁場(chǎng)本章基本要求直流電機(jī)的電樞繞組（一）直流電機(jī)電樞繞組的一般知識(shí)單疊繞組單波繞組直流電機(jī)的磁動(dòng)勢(shì)和磁場(chǎng)主要內(nèi)容直流電機(jī)的電樞繞組（一）21.1 直流電機(jī)電樞繞組的一般知識(shí)u作用：電樞繞組是直流電機(jī)的關(guān)鍵部件之一，構(gòu)成直流電機(jī)的電路部分，在機(jī)電能量轉(zhuǎn)換中起著重要的作用，運(yùn)行時(shí)電樞繞組產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，流過電流并產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的樞紐。u電樞繞組的基本要求：直流電機(jī)的電樞繞組（一）(1)能產(chǎn)生盡可能大的電動(dòng)勢(shì)，并有良好的波形。(2)能通過足夠大的電流，以產(chǎn)生并承受所需的電磁力和電磁轉(zhuǎn)矩。(3)節(jié)省材料（有色金屬和絕緣材料），結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，連接可靠。(4)便于維護(hù)和

15、檢修。(5)對(duì)直流電機(jī)，應(yīng)保證換向良好。21.1 直流電機(jī)電樞繞組的一般知識(shí)u分類u特點(diǎn)：閉合繞組直流電機(jī)的電樞繞組（一）(1)疊繞組：?jiǎn)委B和復(fù)疊繞組。(2)波繞組：?jiǎn)尾ê蛷?fù)波繞組。(3)蛙繞組：疊繞和波繞混合的繞組。u電樞繞組的演變環(huán)形電樞繞組鼓形電樞繞組eeeeeeeeeeeeee21.1 直流電機(jī)電樞 繞組的一般知識(shí)直流電機(jī)的電樞繞組（一）u電樞繞組的演變環(huán)形電樞繞組只有一半的導(dǎo)體產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，導(dǎo)體利用率低。環(huán)形繞組2e 2e 2e 2e 2e 2e 2e2e 2e 2e 2e 2e 2e 2e21.1 直流電機(jī)電樞 繞組的一般知識(shí)直流電機(jī)的電樞繞組（一）u電樞繞組的演變鼓形電樞繞組線

16、圈的兩邊都在電樞鐵芯表面的槽中,兩邊都能切割磁場(chǎng)而產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)。 鼓形繞組21.1 直流電機(jī)電樞繞組的一般知識(shí)直流電機(jī)的電樞繞組（一）NS電樞繞組展開圖AB+_21.1 直流電機(jī)電樞繞組的一般知識(shí)直流電機(jī)的電樞繞組（一）一、疊繞組和波繞組元件：構(gòu)成繞組的線圈。電樞繞組的基本單元，單匝和多匝21.1 直流電機(jī)電樞繞組的一般知識(shí)直流電機(jī)的電樞繞組（一）一、疊繞組和波繞組雙層繞組1）每個(gè)元件的兩端點(diǎn)分別連接在兩換向片上，每個(gè)換向片連接兩個(gè)元件，各元件依一定規(guī)律依次連接，形成閉合回路。2）一個(gè)元件邊放在槽的上層，另一邊放在另一槽的下層，一個(gè)槽里總有上下層線圈邊。3）線圈的兩個(gè)元件處于不同極性的極面下，

17、線圈的跨距約等于一個(gè)極距，兩個(gè)電勢(shì)相加。21.1 直流電機(jī)電樞繞組的一般知識(shí)直流電機(jī)的電樞繞組（一）一、疊繞組和波繞組疊繞組：一個(gè)元件的兩出線端接在兩相鄰換向片上（單疊繞組），或相隔數(shù)片的換向片上（復(fù)疊繞組）。折疊式前進(jìn)波繞組疊繞組波繞組：一個(gè)元件的兩出線接在相隔約兩個(gè)極距的換向片上，繞它一周后回到與起始片相鄰的換向片上（單波繞組），或相隔數(shù)片的換向片上（復(fù)波繞組）。波浪式前進(jìn)21.1 直流電機(jī)電樞繞組的一般知識(shí)直流電機(jī)的電樞繞組（一）二、實(shí)槽和虛槽為改善電機(jī)的性能，希望用更多的元件組成電樞繞組。由于工藝等原因，電樞鐵心不能開太多的槽，故在每槽的上下層各放置若干元件邊。若每一實(shí)槽中一層并排放置

18、u排元件邊，則一個(gè)實(shí)槽可以看成u個(gè)“虛槽”，每一個(gè)虛槽的上、下層各有一個(gè)元件邊。eZuZ=實(shí)槽與虛槽 u=321.1 直流電機(jī)電樞繞組的一般知識(shí)直流電機(jī)的電樞繞組（一）二、實(shí)槽和虛槽每一元件有兩個(gè)邊； 每一換向片上接兩個(gè)邊； 每一虛槽內(nèi)放置有兩個(gè)邊； 元件數(shù)S等于換向片數(shù)K，等于虛槽數(shù) 每線圈有Nc匝，則總導(dǎo)體數(shù)為N 22cceNuN ZN Z=eSKZ=21.1 直流電機(jī)電樞繞組的一般知識(shí)直流電機(jī)的電樞繞組（一）三、節(jié)距第一節(jié)距y1：一個(gè)元件的兩個(gè)有效邊在電樞表面跨過的距離。 極距 ：在電樞鐵心表面上，一個(gè)極所占的距離。2eZp=2Dpp=12eZype=m整數(shù)e為湊整分?jǐn)?shù)111整距繞組 短

19、距繞組 長距繞組 短距繞組端部接線短、省銅，且利于換向，故常用第一節(jié)距y1換向器節(jié)距yk：每元件的兩端所連接的換向片之間在換向器表面的跨距，用換向片數(shù)表示。 yK y21.1 直流電機(jī)電樞繞組的一般知識(shí)直流電機(jī)的電樞繞組（一）三、節(jié)距第二節(jié)距y2：連至同一換向片上的兩個(gè)元件中第一個(gè)元件的下層邊與第二個(gè)元件的上層邊間的距離。合成節(jié)距y第二節(jié)距y2換向器節(jié)距yk合成節(jié)距y：連接同一換向片的兩個(gè)元件的對(duì)應(yīng)邊在電樞表面的跨距。 y y1 y221.2 單疊繞組直流電機(jī)的電樞繞組（一）l元件依次相連，元件的出線端接到相鄰的換向片上，第一個(gè)元件的下層邊（虛線）連接著第二個(gè)元件的上層邊，它放在第一元件上層邊

20、相鄰的第二個(gè)槽內(nèi)。l相鄰元件(線圈)相互疊壓,后一元件的端部緊疊在前一元件的端部（疊）；首末端相聯(lián)的兩換向片相隔一個(gè)換向片的寬度，合成節(jié)距與換向節(jié)距均為1（單），即 yK y1l槽數(shù)Z、元件數(shù)S和換向片數(shù)K三者相同21.2 單疊繞組直流電機(jī)的電樞繞組（一）單疊繞組元件 右行 左行 l單疊左行繞組和單疊右行繞組21.2 單疊繞組直流電機(jī)的電樞繞組（一）l舉例： 2p4， u=1，Z Z eSK16，單疊右行整距繞組一、 節(jié)距計(jì)算yyk1節(jié)距計(jì)算 y, y1, y2畫繞組展開圖安放電刷和磁極e12116042221 43Zypyyye=mm展開圖展示元件相互間的電氣連接關(guān)系及主磁極、換向片、電刷間

21、的相對(duì)位置關(guān)系21.2 單疊繞組直流電機(jī)的電樞繞組（一）1單疊繞組展開圖單疊繞組展開圖1.槽展開2.繞組放置3.安放磁極電刷123456789101112131416152345678910111213141615槽展開槽展開繞組放置繞組放置安放磁極、電刷安放磁極、電刷NSNSA+B+21.2 單疊繞組直流電機(jī)的電樞繞組（一）單疊繞組展開圖單疊繞組展開圖1123456789101112131416152345678910111213141615NSNSA+B+21.2 單疊繞組直流電機(jī)的電樞繞組（一）單疊繞組展開圖單疊繞組展開圖21.2 單疊繞組直流電機(jī)的電樞繞組（一）21.2 單疊繞組直流電

22、機(jī)的電樞繞組（一）l極軸線：磁極的中心線l磁極的放置：磁極寬度約為 ,均勻分布，N、S極交替排列0.7l幾何中性線：相鄰兩個(gè)主磁極之間的中心線l電刷的放置原則空載時(shí)，正、負(fù)電刷間的電動(dòng)勢(shì)最大；被電刷短路的元件的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小或等于零。l換向器的幾何中性線：線圈軸線與主磁極軸線重合時(shí)，該線圈所接兩換向片的分界線l電刷的位置：換向器的幾何中性線，簡(jiǎn)稱幾何中性線21.2 單疊繞組直流電機(jī)的電樞繞組（一）l同一極下導(dǎo)體電流方向相同（同一槽中上下層邊不屬于同一線圈，但電流的方向一致）；N、S極下導(dǎo)體電流方向相反。l直流電機(jī)示意圖21.2 單疊繞組直流電機(jī)的電樞繞組（一）l電路圖21.2 單疊繞組直流電機(jī)

23、的電樞繞組（一）l 單疊繞組的特點(diǎn)（1）元件的兩個(gè)出線端連接于相鄰的兩個(gè)換向片上；（2）同一主磁極下的元件串聯(lián)成一條支路，主磁極數(shù)與支路數(shù)相同。2a=2p（3）整個(gè)電樞繞組的閉合回路中，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的總和為零，繞組內(nèi)部無“環(huán)流”；（4）每條支路由不相同的電刷引出，所以電刷數(shù)等于主磁極數(shù)； （5）電刷位置應(yīng)使感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，正負(fù)電刷之間引出的電動(dòng)勢(shì)即為每一支路的電動(dòng)勢(shì)，電樞電壓等于支路電壓； Ea=ea（6）由正負(fù)電刷引出的電樞電流為各支路電流之和，即Ia=2aia（式中 ia為每一條支路的電流，即繞組元件中流過的電流）。 21.3 單波繞組直流電機(jī)的電樞繞組（一）l首末端所連的兩換向片相隔很遠(yuǎn)，

24、 兩個(gè)元件串聯(lián)后形似波浪。l兩個(gè)串聯(lián)元件放在同極磁極下，空間位置相距約兩個(gè)極距；沿圓周向一個(gè)方向繞一周后，其末尾所邊的換向片落在與起始的換向片相鄰的位置。l合成節(jié)距與換向節(jié)距相等yK y1kkyyp=m整數(shù)1kp yk =m21.3 單波繞組直流電機(jī)的電樞繞組（一）l單波左行繞組和單波右行繞組單波繞組元件 右行 K1Kyyp左行K1Kyyp右行21.3 單波繞組直流電機(jī)的電樞繞組（一）l舉例： 2p4， u=1，Z Z eSK15，左行短距單波繞組一、 節(jié)距計(jì)算節(jié)距計(jì)算 y, y1, y2畫繞組展開圖安放電刷和磁極11533 (244eZype=-=-=短距)11517()2kKyyp-=左行

25、21734yyy=-=-=21.3 單波繞組直流電機(jī)的電樞繞組（一）l元件、換向片的放置：1元件上層邊1槽，下層邊4槽;首末端所連的換向片相距yk7；為了端部對(duì)稱， 首末端所連的兩換向片之間的中心線與1元件的軸線重合。 1元件上層邊所連的換向片定為1。 依次聯(lián)接。 l磁極放置： N、S極磁極均勻交替的排列。l電刷的放置：放在與主磁極軸線重合的換向片上。即幾何中心線上。 21.3 單波繞組直流電機(jī)的電樞繞組（一）單波繞組展開圖3345678911101213 1415214567891011 1213 14 1512NSSN槽展開槽展開繞組放置繞組放置安放磁極、電刷安放磁極、電刷21.3 單波繞

26、組直流電機(jī)的電樞繞組（一）單波繞組展開圖單波繞組展開圖21.3 單波繞組直流電機(jī)的電樞繞組（一）單波繞組元件連接順序圖從繞組展開圖可以看出， 全部15個(gè)元件串聯(lián)而構(gòu)成一個(gè)閉合回路的順序是：1815 714 6 13 5 124 11 310 291用聯(lián)接順序圖表示為：1815 714 6 13 5 124 11 310 2914 11 310 2918 15 7 14 6 13 5 12上層邊下層邊21.3 單波繞組直流電機(jī)的電樞繞組（一）21.3 單波繞組直流電機(jī)的電樞繞組（一）l電路圖21.3 單波繞組直流電機(jī)的電樞繞組（一）l單波繞組的特點(diǎn)1）同極下各元件串聯(lián)起來組成一條支路，支路對(duì)數(shù)為

27、1，即a1，與磁極對(duì)數(shù)無關(guān)；2）當(dāng)元件的幾何形狀對(duì)稱時(shí)，電刷在換向器表面上的位置對(duì)準(zhǔn)主磁極中心線，支路電動(dòng)勢(shì)最大；3）電刷數(shù)原則上等于2，為降低電刷電流密度，可用2p只電刷，即電刷數(shù)等于磁極數(shù)（采用全額電刷）；5）電樞電流等于兩條支路電流之和。即Ia=2ia4）電樞電動(dòng)勢(shì)等于支路感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；因只有兩條支路，元件一定時(shí)，可得到較高的電壓；直流電機(jī)的電樞繞組（一）單疊繞組和單波繞組的主要區(qū)別l單疊繞組：各個(gè)極面下上層的繞組元件構(gòu)成一支路，并聯(lián)支路數(shù)等于極數(shù)，每增加一對(duì)主極就增加一對(duì)支路。 2a2p。相同元件數(shù)時(shí)，疊繞組并聯(lián)的支路數(shù)多， 每條支路中串聯(lián)元件數(shù)少，稱并聯(lián)繞組，適應(yīng)于較大電流、較低電壓的

28、電機(jī)。 l單波繞組：全部上元件邊在相同極性下的元件相連，形成一條支路，即N極下上層的繞組元件串聯(lián)為一支路，S極下的串聯(lián)為另一支路，并連支路數(shù)恒等于2 ， 整個(gè)繞組只有一對(duì)支路， 極數(shù)的增減與支路數(shù)無關(guān)。 2a2。相同元件數(shù)時(shí)，波繞組并聯(lián)的支路數(shù)少， 每條支路中串聯(lián)元件數(shù)多，稱串聯(lián)繞組，適用于較高電壓、較小電流的電機(jī)。l大容量的電機(jī)，可以采用混合繞組。直流電機(jī)的電樞繞組（一）NNSS疊繞組波繞組單疊繞組和單波繞組的主要區(qū)別直流電機(jī)的電樞繞組（一）直流電機(jī)繞組歸納l直流電機(jī)的電樞繞組總是自成閉路;l電樞繞組的支路數(shù)（2a）永遠(yuǎn)是成對(duì)出現(xiàn)，因?yàn)榇艠O數(shù)(2p)是一個(gè)偶數(shù)；且至少有2條并聯(lián)支路； 單疊繞

29、組：a = p即并聯(lián)支路對(duì)數(shù)恒等于電機(jī)極對(duì)數(shù) 單波繞組：a = 1即并聯(lián)支路對(duì)數(shù)恒等于1l電刷放置的一般原則是空載時(shí)通過正、負(fù)電刷間的電動(dòng)勢(shì)最大，或者說，被電刷短路的元件中的電動(dòng)勢(shì)為零。 l對(duì)于端接對(duì)稱的元件，電刷也就放置在主極軸線下的換向片上，電刷總是與位于幾何中線上的導(dǎo)體相接觸。22.1 直流電機(jī)的磁動(dòng)勢(shì)和磁場(chǎng)直流電機(jī)的磁場(chǎng)一、空載時(shí)的主磁場(chǎng)1、主磁通和漏磁通u磁場(chǎng)是電機(jī)實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的媒介。 u主極磁場(chǎng)由永久磁鐵或勵(lì)磁繞組通入直流電流產(chǎn)生。u空載時(shí)電機(jī)中的磁場(chǎng)分布是對(duì)稱的。0ffIFsF -FF - 主磁通，經(jīng)氣隙進(jìn)入電樞主極漏磁通(15-25%) 0,不進(jìn)入電樞，只增加磁極的飽和程度

30、22.1 直流電機(jī)的磁動(dòng)勢(shì)和磁場(chǎng)直流電機(jī)的磁場(chǎng)一、空載時(shí)的主磁場(chǎng)主磁通磁路：氣隙1電樞齒電樞軛電樞齒2氣隙2主磁極2定子軛主磁極1 氣隙122.1 直流電機(jī)的磁動(dòng)勢(shì)和磁場(chǎng)直流電機(jī)的磁場(chǎng)一、空載時(shí)的主磁場(chǎng)22.1 直流電機(jī)的磁動(dòng)勢(shì)和磁場(chǎng)直流電機(jī)的磁場(chǎng)一、空載時(shí)的主磁場(chǎng)直流電機(jī)空載時(shí)的磁場(chǎng)分布22.1 直流電機(jī)的磁動(dòng)勢(shì)和磁場(chǎng)直流電機(jī)的磁場(chǎng)一、空載時(shí)的主磁場(chǎng)2、氣隙主極磁場(chǎng)的分布在一個(gè)磁極的范圍內(nèi)，勵(lì)磁磁勢(shì)大小相同，主磁極下氣隙磁通密度的分布取決于氣隙的大小和形狀。磁極中心及附近的氣隙小且均勻，磁通密度較大且基本為常數(shù)，靠近極尖處，氣隙逐漸變大，磁通密度減??；極尖以外，氣隙明顯增大，磁通密度顯著減少，在磁極之間的幾何中性線處，氣隙磁通密度為零?？蛰d時(shí)的氣隙磁通密度為平頂波，22.1 直流電機(jī)的磁動(dòng)勢(shì)和磁場(chǎng)直流電機(jī)的磁場(chǎng)二、電樞磁動(dòng)勢(shì)和磁場(chǎng) 空載時(shí)主磁極磁通的分布2、氣隙主極磁場(chǎng)的分布22.1 直流電機(jī)的磁動(dòng)勢(shì)和磁場(chǎng)直