直流電機基本知識

1、第十五章第十五章直流電機基本知識直流電機基本知識Background什么是直流電機？什么是直流電機？l定義：將直流電能和機械能相互轉(zhuǎn)化的旋轉(zhuǎn)定義：將直流電能和機械能相互轉(zhuǎn)化的旋轉(zhuǎn)電機，它可用作電動機或發(fā)電機電機，它可用作電動機或發(fā)電機什么是直流電機？什么是直流電機？直流電機的用途直流電機的用途1.作電源用作電源用直流發(fā)電機直流發(fā)電機 2.作動力用作動力用直流電動機直流電動機 3.信號的傳遞信號的傳遞作為測量元件作為測量元件直流測速發(fā)電機直流測速發(fā)電機作為執(zhí)行元件作為執(zhí)行元件直流伺服電動機直流伺服電動機直流電機的優(yōu)缺點直流電機的優(yōu)缺點q優(yōu)點：優(yōu)點：直流發(fā)電機的電勢波形較好，電磁干擾較小。直流發(fā)電

2、機的電勢波形較好，電磁干擾較小。直流電動機的調(diào)速范圍寬廣，調(diào)速特性平滑。直流電動機的調(diào)速范圍寬廣，調(diào)速特性平滑。直流電動機過載能力較強，起動和制動轉(zhuǎn)矩較大。直流電動機過載能力較強，起動和制動轉(zhuǎn)矩較大。q缺點缺點：由于存在換向器，其制造、維護復雜，價格較高。由于存在換向器，其制造、維護復雜，價格較高。主要內(nèi)容主要內(nèi)容1 直流電機的工作原理、主要結(jié)構(gòu)、直流電機的工作原理、主要結(jié)構(gòu)、額定值額定值2直流電機的電樞繞組直流電機的電樞繞組3直流電機的電樞反應直流電機的電樞反應4電樞繞組感應電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩電樞繞組感應電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩5直流電機換向直流電機換向U+NS轉(zhuǎn)動：繞組線圈、換向器；轉(zhuǎn)動：繞組線圈、

3、換向器；靜止：主磁極、電刷靜止：主磁極、電刷電樞電樞15.1直流電機的工作原理、主要結(jié)構(gòu)、額定值直流電機的工作原理、主要結(jié)構(gòu)、額定值一、直流電機工作原理一、直流電機工作原理15.1直流電機的工作原理、主要結(jié)構(gòu)、額定值直流電機的工作原理、主要結(jié)構(gòu)、額定值（一）直流發(fā)電機工作原理（一）直流發(fā)電機工作原理右右手手定定則則ab A+ B-A+ B-ab 一、直流電機工作原理一、直流電機工作原理15.1直流電機的工作原理、主要結(jié)構(gòu)、額定值直流電機的工作原理、主要結(jié)構(gòu)、額定值（一）直流發(fā)電機工作原理（一）直流發(fā)電機工作原理右右手手定定則則注意：注意：電刷與負載連接固定不動，電刷壓在換向片電刷與負載連接固定

4、不動，電刷壓在換向片上。換向器和線圈連接并轉(zhuǎn)動，無論怎樣轉(zhuǎn)動，總上。換向器和線圈連接并轉(zhuǎn)動，無論怎樣轉(zhuǎn)動，總是上半邊是上半邊A的電流向外，下半邊的電流向外，下半邊B的電流向里。的電流向里。一、直流電機工作原理一、直流電機工作原理15.1直流電機的工作原理、主要結(jié)構(gòu)、額定值直流電機的工作原理、主要結(jié)構(gòu)、額定值（一）直流發(fā)電機工作原理（一）直流發(fā)電機工作原理BlvBe 通過電刷和換向器將交通過電刷和換向器將交流變成直流，其作用相當于流變成直流，其作用相當于單相全波整流器。單相全波整流器。一、直流電機工作原理一、直流電機工作原理15.1直流電機的工作原理、主要結(jié)構(gòu)、額定值直流電機的工作原理、主要結(jié)構(gòu)

5、、額定值（一）直流發(fā)電機工作原理（一）直流發(fā)電機工作原理l增加導體數(shù)可減少感應電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩的脈動。當增加導體數(shù)可減少感應電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩的脈動。當每極下導體數(shù)大于每極下導體數(shù)大于8時，脈動可小于時，脈動可小于1%。 一、直流電機工作原理一、直流電機工作原理15.1直流電機的工作原理、主要結(jié)構(gòu)、額定值直流電機的工作原理、主要結(jié)構(gòu)、額定值（一）直流發(fā)電機工作原理（一）直流發(fā)電機工作原理提問提問l哪些部件轉(zhuǎn)動、哪些部件不動？哪些部件轉(zhuǎn)動、哪些部件不動？l繞組線圈電流性質(zhì)、電刷端電流的性能？繞組線圈電流性質(zhì)、電刷端電流的性能？l實際電機結(jié)構(gòu)要在物理模型上作哪些改動？實際電機結(jié)構(gòu)要在物理模型上作哪些

6、改動？轉(zhuǎn)動：繞組線圈、換向器；轉(zhuǎn)動：繞組線圈、換向器；靜止：主磁極、電刷靜止：主磁極、電刷繞組線圈：交流；電刷端：直流繞組線圈：交流；電刷端：直流增加鐵心、繞組線圈數(shù)、軸承、端蓋等增加鐵心、繞組線圈數(shù)、軸承、端蓋等一、直流電機工作原理一、直流電機工作原理15.1直流電機的工作原理、主要結(jié)構(gòu)、額定值直流電機的工作原理、主要結(jié)構(gòu)、額定值（二）直流電動機工作原理（二）直流電動機工作原理左左手手定定則則ab ab n逆時針轉(zhuǎn)向逆時針轉(zhuǎn)向n逆時針轉(zhuǎn)向逆時針轉(zhuǎn)向ilBf一、直流電機工作原理一、直流電機工作原理15.1直流電機的工作原理、主要結(jié)構(gòu)、額定值直流電機的工作原理、主要結(jié)構(gòu)、額定值（二）直流電動機工

7、作原理（二）直流電動機工作原理l電動機運行關鍵：要使電樞受到一個方向不變的電磁轉(zhuǎn)電動機運行關鍵：要使電樞受到一個方向不變的電磁轉(zhuǎn)矩，即當線圈邊在不同極性的磁極下時受到的電磁轉(zhuǎn)矩矩，即當線圈邊在不同極性的磁極下時受到的電磁轉(zhuǎn)矩方向不變。方向不變。l換向器配合電刷可保證每個極下線圈邊中電流始終是一換向器配合電刷可保證每個極下線圈邊中電流始終是一個方向，即電樞受到的電磁轉(zhuǎn)矩的方向始終不變。這就個方向，即電樞受到的電磁轉(zhuǎn)矩的方向始終不變。這就可以使電動機能連續(xù)的旋轉(zhuǎn)?？梢允闺妱訖C能連續(xù)的旋轉(zhuǎn)。一、直流電機工作原理一、直流電機工作原理15.1直流電機的工作原理、主要結(jié)構(gòu)、額定值直流電機的工作原理、主要結(jié)

8、構(gòu)、額定值（三）直流電機的可逆性（三）直流電機的可逆性對于一匝線圈，電功率對于一匝線圈，電功率 ，機械功率機械功率 。即電勢。即電勢所形成的電功率等于電磁力所產(chǎn)生的機所形成的電功率等于電磁力所產(chǎn)生的機械功率。在旋轉(zhuǎn)的電機中，不論是發(fā)電械功率。在旋轉(zhuǎn)的電機中，不論是發(fā)電機還是電動機，這兩種功率是等量存在機還是電動機，這兩種功率是等量存在的，這兩種能量形式是可逆的。的，這兩種能量形式是可逆的。ABe i2B lvilviBfvTem22電功率電功率 機械功率機械功率 一臺電機既可作為發(fā)電機運行，又可作為電動一臺電機既可作為發(fā)電機運行，又可作為電動機運行，這就是直流電機的可逆原理。機運行，這就是直流

9、電機的可逆原理。一、直流電機工作原理一、直流電機工作原理15.1直流電機的工作原理、主要結(jié)構(gòu)、額定值直流電機的工作原理、主要結(jié)構(gòu)、額定值（三）直流電機的可逆性（三）直流電機的可逆性l一臺直流電機原則上既可以作為發(fā)電機運行，也可以一臺直流電機原則上既可以作為發(fā)電機運行，也可以作為電動機運行，只是其輸入輸出的條件不同而已。作為電動機運行，只是其輸入輸出的條件不同而已。如用原動機拖動直流電機的電樞，將機械能從電機軸如用原動機拖動直流電機的電樞，將機械能從電機軸上輸入，而電刷上不加直流電壓，則從電刷端可以引上輸入，而電刷上不加直流電壓，則從電刷端可以引出直流電動勢作為直流電源，可輸出電能，電機將機出直

10、流電動勢作為直流電源，可輸出電能，電機將機械能轉(zhuǎn)換成電能而成為發(fā)電機；如在電刷上加直流電械能轉(zhuǎn)換成電能而成為發(fā)電機；如在電刷上加直流電壓，將電能輸入電樞，則從電機軸上輸出機械能，拖壓，將電能輸入電樞，則從電機軸上輸出機械能，拖動生產(chǎn)機械，將電能轉(zhuǎn)換成機械能而成為電動機。動生產(chǎn)機械，將電能轉(zhuǎn)換成機械能而成為電動機。這這種同一臺電機，既能作發(fā)電機又能作電動機運行的原種同一臺電機，既能作發(fā)電機又能作電動機運行的原理，在電機學理論中稱為電機的可逆原理。理，在電機學理論中稱為電機的可逆原理。二、直流電機主要結(jié)構(gòu)二、直流電機主要結(jié)構(gòu)15.1直流電機的工作原理、主要結(jié)構(gòu)、額定值直流電機的工作原理、主要結(jié)構(gòu)、

11、額定值分解分解圖圖二、直流電機主要結(jié)構(gòu)二、直流電機主要結(jié)構(gòu)15.1直流電機的工作原理、主要結(jié)構(gòu)、額定值直流電機的工作原理、主要結(jié)構(gòu)、額定值l主主磁極磁極l換向極換向極l機座機座l端蓋端蓋l軸承軸承l(wèi)電刷裝置電刷裝置產(chǎn)生磁場、電機的機械支撐產(chǎn)生磁場、電機的機械支撐 電樞鐵心電樞鐵心 電樞繞組電樞繞組 換向器換向器 軸軸 風扇風扇感應電勢，而實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)感應電勢，而實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的部分換的部分 定子（固定部分）定子（固定部分） 轉(zhuǎn)子（轉(zhuǎn)動部分）轉(zhuǎn)子（轉(zhuǎn)動部分） 二、直流電機主要結(jié)構(gòu)二、直流電機主要結(jié)構(gòu)15.1直流電機的工作原理、主要結(jié)構(gòu)、額定值直流電機的工作原理、主要結(jié)構(gòu)、額定值二、直流電機主要結(jié)構(gòu)二

12、、直流電機主要結(jié)構(gòu)15.1直流電機的工作原理、主要結(jié)構(gòu)、額定值直流電機的工作原理、主要結(jié)構(gòu)、額定值（一）定子各部件安裝結(jié)構(gòu)（一）定子各部件安裝結(jié)構(gòu)極數(shù)：主磁極的個數(shù)，等極數(shù)：主磁極的個數(shù)，等于于2p二、直流電機主要結(jié)構(gòu)二、直流電機主要結(jié)構(gòu)15.1直流電機的工作原理、主要結(jié)構(gòu)、額定值直流電機的工作原理、主要結(jié)構(gòu)、額定值（一）定子各部件安裝結(jié)構(gòu)（一）定子各部件安裝結(jié)構(gòu)（1 1）主磁極）主磁極 構(gòu)成：主極鐵心和套構(gòu)成：主極鐵心和套裝在鐵心上的勵磁繞裝在鐵心上的勵磁繞組。組。作用：作用：建立主磁場。建立主磁場。二、直流電機主要結(jié)構(gòu)二、直流電機主要結(jié)構(gòu)15.1直流電機的工作原理、主要結(jié)構(gòu)、額定值直流電機

13、的工作原理、主要結(jié)構(gòu)、額定值（一）定子各部件安裝結(jié)構(gòu)（一）定子各部件安裝結(jié)構(gòu)（2 2）換向極）換向極 構(gòu)成：換向極常用整塊鋼或厚鋼板制成。換向極的數(shù)構(gòu)成：換向極常用整塊鋼或厚鋼板制成。換向極的數(shù)目一般與主磁極相等。在小功率直流電機中，換向極目一般與主磁極相等。在小功率直流電機中，換向極數(shù)量通常只有主磁極的一半，或不設置換向極數(shù)量通常只有主磁極的一半，或不設置換向極 作用：作用：用于改善換向用于改善換向二、直流電機主要結(jié)構(gòu)二、直流電機主要結(jié)構(gòu)15.1直流電機的工作原理、主要結(jié)構(gòu)、額定值直流電機的工作原理、主要結(jié)構(gòu)、額定值（一）定子各部件安裝結(jié)構(gòu)（一）定子各部件安裝結(jié)構(gòu)（3 3）機座）機座 構(gòu)成：

14、用厚鋼板彎成筒形焊成或鑄鋼件制成。構(gòu)成：用厚鋼板彎成筒形焊成或鑄鋼件制成。作用：作用：1、主磁路的一部分；、主磁路的一部分；2、電機的結(jié)構(gòu)框架。、電機的結(jié)構(gòu)框架。二、直流電機主要結(jié)構(gòu)二、直流電機主要結(jié)構(gòu)15.1直流電機的工作原理、主要結(jié)構(gòu)、額定值直流電機的工作原理、主要結(jié)構(gòu)、額定值（一）定子各部件安裝結(jié)構(gòu)（一）定子各部件安裝結(jié)構(gòu)（4 4）電刷裝置）電刷裝置作用：電樞電路的引出（或引入）裝置。作用：電樞電路的引出（或引入）裝置。構(gòu)成：電刷、刷盒、刷桿和連線等。構(gòu)成：電刷、刷盒、刷桿和連線等。電樞電流能經(jīng)旋轉(zhuǎn)的換向器電樞電流能經(jīng)旋轉(zhuǎn)的換向器（隨轉(zhuǎn)子）通過靜止的電刷（隨轉(zhuǎn)子）通過靜止的電刷（固定在定

15、子上）接通外電路（固定在定子上）接通外電路1.將轉(zhuǎn)動的電樞與外電路相連將轉(zhuǎn)動的電樞與外電路相連2.與換向器配合作用而獲得直與換向器配合作用而獲得直 流電壓流電壓 電刷組數(shù)一般等于電機極對數(shù)電刷組數(shù)一般等于電機極對數(shù) 二、直流電機主要結(jié)構(gòu)二、直流電機主要結(jié)構(gòu)15.1直流電機的工作原理、主要結(jié)構(gòu)、額定值直流電機的工作原理、主要結(jié)構(gòu)、額定值（一）定子各部件安裝結(jié)構(gòu)（一）定子各部件安裝結(jié)構(gòu)（4 4）電刷裝置）電刷裝置二、直流電機主要結(jié)構(gòu)二、直流電機主要結(jié)構(gòu)15.1直流電機的工作原理、主要結(jié)構(gòu)、額定值直流電機的工作原理、主要結(jié)構(gòu)、額定值（二）轉(zhuǎn)子各部件安裝結(jié)構(gòu)（二）轉(zhuǎn)子各部件安裝結(jié)構(gòu)二、直流電機主要結(jié)構(gòu)

16、二、直流電機主要結(jié)構(gòu)15.1直流電機的工作原理、主要結(jié)構(gòu)、額定值直流電機的工作原理、主要結(jié)構(gòu)、額定值（二）轉(zhuǎn)子各部件安裝結(jié)構(gòu)（二）轉(zhuǎn)子各部件安裝結(jié)構(gòu)（1 1）電樞鐵心）電樞鐵心作用：作用：1、主磁路的一部分；、主磁路的一部分；2、電樞繞組的支撐部件。、電樞繞組的支撐部件。 構(gòu)成：一般用厚構(gòu)成：一般用厚0.5且沖有齒、槽的且沖有齒、槽的DR530或或DR510的硅鋼片疊壓的硅鋼片疊壓 夾緊而成。夾緊而成。二、直流電機主要結(jié)構(gòu)二、直流電機主要結(jié)構(gòu)15.1直流電機的工作原理、主要結(jié)構(gòu)、額定值直流電機的工作原理、主要結(jié)構(gòu)、額定值（二）轉(zhuǎn)子各部件安裝結(jié)構(gòu)（二）轉(zhuǎn)子各部件安裝結(jié)構(gòu)（1 1）電樞鐵心）電樞鐵

17、心二、直流電機主要結(jié)構(gòu)二、直流電機主要結(jié)構(gòu)15.1直流電機的工作原理、主要結(jié)構(gòu)、額定值直流電機的工作原理、主要結(jié)構(gòu)、額定值（二）轉(zhuǎn)子各部件安裝結(jié)構(gòu)（二）轉(zhuǎn)子各部件安裝結(jié)構(gòu)（2 2）電樞繞組）電樞繞組作用：作用：直流電機的電路部分。直流電機的電路部分。 構(gòu)成：用絕緣的圓形或矩形截面的導線繞成，上下構(gòu)成：用絕緣的圓形或矩形截面的導線繞成，上下層以及線圈與電樞鐵層以及線圈與電樞鐵心間要妥善地絕緣，心間要妥善地絕緣，并用槽楔壓緊。并用槽楔壓緊。二、直流電機主要結(jié)構(gòu)二、直流電機主要結(jié)構(gòu)15.1直流電機的工作原理、主要結(jié)構(gòu)、額定值直流電機的工作原理、主要結(jié)構(gòu)、額定值（二）轉(zhuǎn)子各部件安裝結(jié)構(gòu)（二）轉(zhuǎn)子各部件

18、安裝結(jié)構(gòu)（3 3）換向器）換向器 作用：作用：整流（發(fā)電機）或逆變（電動機）。整流（發(fā)電機）或逆變（電動機）。構(gòu)成：由許多鴿形尾的換向片排列成一個圓筒片間構(gòu)成：由許多鴿形尾的換向片排列成一個圓筒片間用用V形云母絕緣，兩端再用兩個形環(huán)夾緊而形云母絕緣，兩端再用兩個形環(huán)夾緊而構(gòu)成。構(gòu)成。二、直流電機主要結(jié)構(gòu)二、直流電機主要結(jié)構(gòu)15.1直流電機的工作原理、主要結(jié)構(gòu)、額定值直流電機的工作原理、主要結(jié)構(gòu)、額定值（二）轉(zhuǎn)子各部件安裝結(jié)構(gòu)（二）轉(zhuǎn)子各部件安裝結(jié)構(gòu)（3 3）換向器）換向器三、直流電機的勵磁方式三、直流電機的勵磁方式15.1直流電機的工作原理、主要結(jié)構(gòu)、額定值直流電機的工作原理、主要結(jié)構(gòu)、額定值

19、直流電機勵磁方式，即勵磁繞組與電樞繞組直流電機勵磁方式，即勵磁繞組與電樞繞組的連接方式，對電機的運行特性有大的影響的連接方式，對電機的運行特性有大的影響他勵他勵勵磁由另外獨立的直流電源供給，與電樞繞組不勵磁由另外獨立的直流電源供給，與電樞繞組不相連接相連接自勵自勵勵磁繞組與電樞繞組相連接，勵磁電流由發(fā)電機勵磁繞組與電樞繞組相連接，勵磁電流由發(fā)電機本身供給本身供給勵磁繞組的供電方式稱為勵磁方式。勵磁繞組的供電方式稱為勵磁方式。直流電機按勵磁方式可分：直流電機按勵磁方式可分：他勵他勵自勵自勵三、直流電機的勵磁方式三、直流電機的勵磁方式15.1直流電機的工作原理、主要結(jié)構(gòu)、額定值直流電機的工作原理、

20、主要結(jié)構(gòu)、額定值勵磁繞組的供電方式稱為勵磁方式。勵磁繞組的供電方式稱為勵磁方式。直流電機按勵磁方式可分：直流電機按勵磁方式可分：他勵他勵自勵自勵并勵并勵串勵串勵復勵復勵三、直流電機的勵磁方式三、直流電機的勵磁方式15.1直流電機的工作原理、主要結(jié)構(gòu)、額定值直流電機的工作原理、主要結(jié)構(gòu)、額定值勵磁繞組的供電方式稱為勵磁方式。勵磁繞組的供電方式稱為勵磁方式。I=Ia +If ，Ia=If I=Ia=IfI=Ia +IfI=Ia ，If 與與Ia無關無關 復勵直流電動機復勵直流電動機串勵直流電動機串勵直流電動機并勵直流電動機并勵直流電動機他勵直流電動機他勵直流電動機四、直流電機的額定值四、直流電機的

21、額定值15.1直流電機的工作原理、主要結(jié)構(gòu)、額定值直流電機的工作原理、主要結(jié)構(gòu)、額定值l額定功率額定功率 ：指電機在銘牌規(guī)定的額定狀態(tài)下運行時，：指電機在銘牌規(guī)定的額定狀態(tài)下運行時，電機的輸出功率，以電機的輸出功率，以 “W” 為量綱單位。若大于為量綱單位。若大于1kW或或1MW時時,則用則用 kW 或或 MW 表示。表示。 l額定電壓額定電壓 ： 指額定狀態(tài)下電樞出線端的電壓，以指額定狀態(tài)下電樞出線端的電壓，以 “V” 為量綱單位。為量綱單位。 l額定電流額定電流 ： 指電機在額定電壓、額定功率時的電樞電指電機在額定電壓、額定功率時的電樞電流值，以流值，以 “A” 為量綱單位。為量綱單位。

22、l額定轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速 ： 指額定狀態(tài)下運行時轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，以指額定狀態(tài)下運行時轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，以“r/min”為量綱單位。為量綱單位。 l額定勵磁電流額定勵磁電流 ： 指電機在額定狀態(tài)時的勵磁電流值。指電機在額定狀態(tài)時的勵磁電流值。NPNUNINnfNI四、直流電機的額定值四、直流電機的額定值15.1直流電機的工作原理、主要結(jié)構(gòu)、額定值直流電機的工作原理、主要結(jié)構(gòu)、額定值 對于直流發(fā)電機，對于直流發(fā)電機， 是指輸出的電功率，它等是指輸出的電功率，它等于額定電壓和額定電流的乘積。于額定電壓和額定電流的乘積。 對于直流電動機，對于直流電動機， 是指輸出的機械功率，所是指輸出的機械功率，所以公式中還應有效率

23、以公式中還應有效率 存在。存在。 NNPNNNIUP NNNNIUPNP一、電流電樞繞組基本知識一、電流電樞繞組基本知識15.2直流電機電樞繞組直流電機電樞繞組作用：作用：電樞繞組電樞繞組功率繞組功率繞組。當電樞繞組在磁場中旋轉(zhuǎn)。當電樞繞組在磁場中旋轉(zhuǎn)時將感應電勢，當電樞繞組中流通電流時，電流和氣隙磁時將感應電勢，當電樞繞組中流通電流時，電流和氣隙磁場相互作用將產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。場相互作用將產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。通過電樞繞組直流電機進行通過電樞繞組直流電機進行電功率和機械功率的轉(zhuǎn)換電功率和機械功率的轉(zhuǎn)換。 特點：特點：直流繞組是閉合繞組直流繞組是閉合繞組。每個元件的兩端點分別連接。每個元件的兩端點分別連接

24、在兩換向片上，每個換向片連接兩個元件，各元件依一定在兩換向片上，每個換向片連接兩個元件，各元件依一定規(guī)律依次連接，形成閉合回路。規(guī)律依次連接，形成閉合回路。電樞繞組要求：在導體數(shù)量一定的條件下，應能夠產(chǎn)生盡電樞繞組要求：在導體數(shù)量一定的條件下，應能夠產(chǎn)生盡可能大的電勢和電磁轉(zhuǎn)矩，并要力求結(jié)構(gòu)簡單，運行可靠，可能大的電勢和電磁轉(zhuǎn)矩，并要力求結(jié)構(gòu)簡單，運行可靠，維護方便。維護方便。一、電流電樞繞組基本知識一、電流電樞繞組基本知識15.2直流電機電樞繞組直流電機電樞繞組1.繞組分類：繞組分類：(1) 疊繞組：指串聯(lián)的兩個元件，連接方式是后一個元疊繞組：指串聯(lián)的兩個元件，連接方式是后一個元件的端接部分

25、緊疊在前一個元件件的端接部分緊疊在前一個元件 端接部分，整個繞組端接部分，整個繞組成折疊式前進。疊繞組，又分為成折疊式前進。疊繞組，又分為單疊單疊和復疊繞組。和復疊繞組。(2)波繞組：指把相隔約為一對極距波繞組：指把相隔約為一對極距 的同極性磁場下的的同極性磁場下的相應元件串聯(lián)起來，象波浪式的前進。波繞組，又分相應元件串聯(lián)起來，象波浪式的前進。波繞組，又分為為單波單波和復波繞組。和復波繞組。(3)混合繞組?；旌侠@組。一、電流電樞繞組基本知識一、電流電樞繞組基本知識15.2直流電機電樞繞組直流電機電樞繞組 現(xiàn)代直流電機為雙層繞組，元件一個邊放在某一現(xiàn)代直流電機為雙層繞組，元件一個邊放在某一槽的上

26、層，稱為上層邊，另一個邊則放在另一槽的下槽的上層，稱為上層邊，另一個邊則放在另一槽的下層，稱為下層邊。層，稱為下層邊。繞組是由元件構(gòu)成的繞組是由元件構(gòu)成的.放在槽內(nèi)的元件邊，能切割磁力放在槽內(nèi)的元件邊，能切割磁力線產(chǎn)生感應電動勢，叫線產(chǎn)生感應電動勢，叫有效邊有效邊；放在槽外，不切割磁；放在槽外，不切割磁力線，僅作為連接線用的部分稱為端接線。力線，僅作為連接線用的部分稱為端接線。一個元件一個元件由兩條有效邊和端接線組成。由兩條有效邊和端接線組成。一、電流電樞繞組基本知識一、電流電樞繞組基本知識15.2直流電機電樞繞組直流電機電樞繞組 現(xiàn)代直流電機為雙層繞組，元件一個邊放在某一現(xiàn)代直流電機為雙層繞

27、組，元件一個邊放在某一槽的上層，稱為上層邊，另一個邊則放在另一槽的下槽的上層，稱為上層邊，另一個邊則放在另一槽的下層，稱為下層邊。層，稱為下層邊。一、電流電樞繞組基本知識一、電流電樞繞組基本知識15.2直流電機電樞繞組直流電機電樞繞組2. 實槽與虛槽實槽與虛槽電機電樞上實際開出的槽叫實槽。電機電樞上實際開出的槽叫實槽。由于工藝等原因，電樞不宜開太多的槽，在一實際的由于工藝等原因，電樞不宜開太多的槽，在一實際的槽中，上、下層嵌放多個槽中，上、下層嵌放多個(設為設為u個個)元件邊，如圖示。元件邊，如圖示。將一個上層邊和一個下層邊在槽內(nèi)所占的空間稱為一將一個上層邊和一個下層邊在槽內(nèi)所占的空間稱為一個

28、虛槽。個虛槽。若電機實槽數(shù)為若電機實槽數(shù)為Q，虛槽數(shù)為，虛槽數(shù)為Qu，一、電流電樞繞組基本知識一、電流電樞繞組基本知識15.2直流電機電樞繞組直流電機電樞繞組每一元件有兩個圈邊，每一元件有兩個圈邊，每一換向片上接有兩個圈邊，每一換向片上接有兩個圈邊，每一虛槽內(nèi)放置有兩個圈邊，每一虛槽內(nèi)放置有兩個圈邊，元件數(shù)元件數(shù)S等于換向片數(shù)等于換向片數(shù)K，也等于虛槽數(shù)，也等于虛槽數(shù) uSKQ3. 元件數(shù)、換向片數(shù)與虛槽數(shù)元件數(shù)、換向片數(shù)與虛槽數(shù)一、電流電樞繞組基本知識一、電流電樞繞組基本知識15.2直流電機電樞繞組直流電機電樞繞組(1) 元件：構(gòu)成繞組的線圈稱為繞組元件，分單匝和多元件：構(gòu)成繞組的線圈稱為繞

29、組元件，分單匝和多 匝兩種。匝兩種。元件的首末端元件的首末端：每一個元件均引出兩根線與換：每一個元件均引出兩根線與換向片相向片相 連，其中一根稱為首端，另一根稱為末端。連，其中一根稱為首端，另一根稱為末端。 4. 元件、極距與節(jié)距元件、極距與節(jié)距(2) 極距：是指相鄰兩個主磁極軸線沿電樞表面之間的極距：是指相鄰兩個主磁極軸線沿電樞表面之間的距距 離，用離，用表示，表示， 一、電流電樞繞組基本知識一、電流電樞繞組基本知識15.2直流電機電樞繞組直流電機電樞繞組4. 元件、極距與節(jié)距元件、極距與節(jié)距（1）第一節(jié)距）第一節(jié)距y1 ：一個元件的兩個有效邊在電樞表：一個元件的兩個有效邊在電樞表面跨過的距

30、離，面跨過的距離， 用虛槽數(shù)表示。其表達式為用虛槽數(shù)表示。其表達式為一、電流電樞繞組基本知識一、電流電樞繞組基本知識15.2直流電機電樞繞組直流電機電樞繞組繞組的節(jié)距繞組的節(jié)距 (2)(2)第二節(jié)距第二節(jié)距y y2 2：指出線端接同一換：指出線端接同一換向片上的兩個相串聯(lián)的元件中第一向片上的兩個相串聯(lián)的元件中第一 元件的下層邊與第二個元件的上層元件的下層邊與第二個元件的上層邊所跨距離，用虛槽數(shù)表示。邊所跨距離，用虛槽數(shù)表示。 合成節(jié)距合成節(jié)距y y：緊相串聯(lián)的兩個元件的對應圈邊在電樞表面的跨距：緊相串聯(lián)的兩個元件的對應圈邊在電樞表面的跨距換向器節(jié)距換向器節(jié)距ykyk：每一線圈兩端所連接的換向片

31、之間在換向器表：每一線圈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)表示面的跨距，用換向片數(shù)表示保證繞組能循序串聯(lián)021yyyyyk一、電流電樞繞組基本知識一、電流電樞繞組基本知識15.2直流電機電樞繞組直流電機電樞繞組繞組的節(jié)距繞組的節(jié)距 (3)(3)合成節(jié)距合成節(jié)距y y：指直接串聯(lián)的兩個元件的對應邊（上層邊或下：指直接串聯(lián)的兩個元件的對應邊（上層邊或下 層邊）所跨的距離，用虛槽數(shù)表示。它表示每串聯(lián)一個元件后，層邊）所跨的距離，用虛槽數(shù)表示。它表示每串聯(lián)一個元件后，繞組在電樞繞組在電樞 表面前進或后退了多少個虛槽，是反映不同形式繞表面前進或后退了多少個虛槽，是反映不同形式繞組的一個

32、重要標志。組的一個重要標志。（4）換向器節(jié)距）換向器節(jié)距yk ：指同：指同一元件的兩一元件的兩 個出線端所接個出線端所接的兩換向片之間所跨的距的兩換向片之間所跨的距離，用換離，用換 向片數(shù)表示。由向片數(shù)表示。由于元件數(shù)等于換向片數(shù)，于元件數(shù)等于換向片數(shù)，所以換所以換 向器節(jié)距等于合成向器節(jié)距等于合成節(jié)距，即節(jié)距，即y k = y。一、電流電樞繞組基本知識一、電流電樞繞組基本知識15.2直流電機電樞繞組直流電機電樞繞組繞組的節(jié)距繞組的節(jié)距 單疊繞組單疊繞組單波繞組單波繞組二、單疊繞組二、單疊繞組15.2直流電機電樞繞組直流電機電樞繞組單疊繞組的特點：是相鄰元件單疊繞組的特點：是相鄰元件( (線圈

33、線圈) )相互疊壓相互疊壓, ,合成合成節(jié)距與換向節(jié)距均為節(jié)距與換向節(jié)距均為1 1，即，即 （右行繞組）。（右行繞組）。 注：電樞繞組大多做成雙層繞組，注：電樞繞組大多做成雙層繞組，將線將線 圈的一個有效邊放在槽的上圈的一個有效邊放在槽的上層，稱做上層層，稱做上層 邊（邊（畫成實線畫成實線）；）；另一個有效邊放在有一另一個有效邊放在有一 定距離的定距離的另一槽的下層，稱做下層邊（另一槽的下層，稱做下層邊（畫畫成虛線成虛線）。）。二、單疊繞組二、單疊繞組15.2直流電機電樞繞組直流電機電樞繞組下面通過一個具體的例子說明繞組展開圖的畫法：下面通過一個具體的例子說明繞組展開圖的畫法： 例：已知一臺直

34、流電機的例：已知一臺直流電機的p(極對數(shù)極對數(shù))=2，S(元件數(shù)元件數(shù))=K（換向片數(shù)）（換向片數(shù)） =Qu（虛槽數(shù)）（虛槽數(shù)）16，試畫出其右行單疊，試畫出其右行單疊繞組展開圖。繞組展開圖。 1.計算繞組的各節(jié)距計算繞組的各節(jié)距二、單疊繞組二、單疊繞組15.2直流電機電樞繞組直流電機電樞繞組二、單疊繞組二、單疊繞組15.2直流電機電樞繞組直流電機電樞繞組二、單疊繞組二、單疊繞組15.2直流電機電樞繞組直流電機電樞繞組繞組展開圖畫法的具體步驟：繞組展開圖畫法的具體步驟：(1)元件的連接次序：畫元件，用實線代表上層元件，元件的連接次序：畫元件，用實線代表上層元件，虛線代表下層元件，虛線代表下層元

35、件， 虛線靠近實線，實線虛線靠近實線，實線(虛線虛線)根數(shù)等根數(shù)等于元件數(shù)于元件數(shù)S，從左向右為實線編號，從左向右為實線編號， 別為別為1至至16。二、單疊繞組二、單疊繞組15.2直流電機電樞繞組直流電機電樞繞組繞組展開圖畫法的具體步驟：繞組展開圖畫法的具體步驟：元件1： 上層邊在1槽，下層邊放在相距y1 =4即5槽下層。元件元件2： 上層邊在上層邊在2槽，下槽，下層邊放在相距層邊放在相距y1 =4即即6槽下槽下層。層。二、單疊繞組二、單疊繞組15.2直流電機電樞繞組直流電機電樞繞組繞組展開圖畫法的具體步驟：繞組展開圖畫法的具體步驟：放置換向片：用帶有編號放置換向片：用帶有編號 的小方塊代表各

36、換向片，的小方塊代表各換向片， 換換向片的編號也是從左向向片的編號也是從左向 右順序編排并以第一元件右順序編排并以第一元件 上層上層邊所連接的換向片為邊所連接的換向片為 第一換向片號。第一換向片號。二、單疊繞組二、單疊繞組15.2直流電機電樞繞組直流電機電樞繞組繞組展開圖畫法的具體步驟：繞組展開圖畫法的具體步驟：元件連接順序圖元件連接順序圖:繞電樞一周，繞電樞一周， 所有元件互相串聯(lián)構(gòu)所有元件互相串聯(lián)構(gòu)成一閉合回路。成一閉合回路。二、單疊繞組二、單疊繞組15.2直流電機電樞繞組直流電機電樞繞組(2)放置電刷的原則：放置電刷的原則：在展開圖中，直流電機的電刷與換向片的大小相同，電在展開圖中，直流

37、電機的電刷與換向片的大小相同，電刷數(shù)主磁極數(shù)相同，放置電刷時應使正負電刷間的感應刷數(shù)主磁極數(shù)相同，放置電刷時應使正負電刷間的感應電動勢最大。電動勢最大。放置電刷的原則為電刷放置在主磁極的幾何中心線處放置電刷的原則為電刷放置在主磁極的幾何中心線處一、主極磁場（勵磁磁場）一、主極磁場（勵磁磁場）15.3直流電機電樞反應直流電機電樞反應（空載磁場）（空載磁場）一、主極磁場（勵磁磁場）一、主極磁場（勵磁磁場）15.3直流電機電樞反應直流電機電樞反應（空載磁場）（空載磁場） 主磁通主磁通 ：產(chǎn)生感應電勢和電磁轉(zhuǎn)矩的有效磁通，產(chǎn)生感應電勢和電磁轉(zhuǎn)矩的有效磁通，通通 過空氣隙，同時交鏈電樞繞組和勵磁繞組。過

38、空氣隙，同時交鏈電樞繞組和勵磁繞組。 磁極漏磁通磁極漏磁通 : :從磁極的側(cè)面逸出，只和勵磁繞組交從磁極的側(cè)面逸出，只和勵磁繞組交 鏈。鏈。不在電樞繞組中感應電動勢。不在電樞繞組中感應電動勢。 磁極磁通：包括主磁通和漏磁通磁極磁通：包括主磁通和漏磁通漏磁路漏磁路主磁路主磁路N極極氣隙氣隙電樞齒電樞齒電樞軛電樞軛電樞鐵心齒電樞鐵心齒氣隙氣隙S極極定子軛定子軛一、主極磁場（勵磁磁場）一、主極磁場（勵磁磁場）15.3直流電機電樞反應直流電機電樞反應（空載磁場）（空載磁場）二、電樞磁動勢和電樞磁場二、電樞磁動勢和電樞磁場15.3直流電機電樞反應直流電機電樞反應 流過電樞繞組的電流稱為電樞電流，電樞電流

39、產(chǎn)生的流過電樞繞組的電流稱為電樞電流，電樞電流產(chǎn)生的磁動勢稱為磁動勢稱為電樞磁動勢電樞磁動勢Fa，在電機內(nèi)激勵，在電機內(nèi)激勵電樞磁場電樞磁場。一臺一臺電刷放在幾何中性線電刷放在幾何中性線的兩極直流電機的電樞磁場分布情況。的兩極直流電機的電樞磁場分布情況。15.3直流電機電樞反應直流電機電樞反應三、電樞反應三、電樞反應當勵磁繞組中有勵磁電流，電機帶上負載后，氣隙中的磁當勵磁繞組中有勵磁電流，電機帶上負載后，氣隙中的磁場是勵磁磁動勢與電樞磁動勢共同作用的結(jié)果。電樞磁場場是勵磁磁動勢與電樞磁動勢共同作用的結(jié)果。電樞磁場對氣隙磁場的影響稱為對氣隙磁場的影響稱為電樞反應電樞反應。電樞反應與電刷的位置有關。電樞反應與電刷的位置有關。1. 考慮當電刷在幾何中性線上時的電樞反應考慮當電刷在幾何中性線上時的電樞反應15.3直流電機電樞反應直流電機電樞反應三、電樞反應三、電樞反應1. 考慮當電刷在幾何中性線上時的電樞反應考慮當電刷在幾何中性線上時的電樞反應增磁增磁增磁增磁去磁去磁去磁去磁15.3