電機(jī)學(xué)第20章直流電機(jī)的工作原理和基本結(jié)構(gòu)

第20章直流電機(jī)的工作原理和根本結(jié)構(gòu)20.1直流電機(jī)的工作原理20.2直流電機(jī)的根本結(jié)構(gòu)20.3直流電機(jī)的電樞繞組20.4電流電機(jī)的額定值20.5直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁方式NS20.1直流電機(jī)的工作原理1.直流電動(dòng)機(jī)的工作原理NS＋U－＋U－電刷線圈邊切割磁感線會(huì)產(chǎn)生什么？換向片直流電機(jī)模型產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁極半環(huán)形金屬環(huán)支柱直流電機(jī)模型電刷轉(zhuǎn)軸換向片直流電機(jī)模型轉(zhuǎn)向電流方向換向片線圈磁極直流電流交流電流電磁轉(zhuǎn)矩(拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩)換向機(jī)械負(fù)載Φ旋轉(zhuǎn)克服反電動(dòng)勢(shì)做功電磁關(guān)系NS2.直流發(fā)電機(jī)的工作原理NS－E＋－E＋輸出直流電換向原動(dòng)機(jī)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、電流Φ電磁轉(zhuǎn)矩〔阻轉(zhuǎn)矩〕做功電磁關(guān)系直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)電樞20.2直流電機(jī)的根本結(jié)構(gòu)1.主要部件(1)定子①主磁極②換向磁極③機(jī)座④端蓋等直流電機(jī)的定子(a)主磁極(b)機(jī)座直流電機(jī)模型直流電機(jī)的定子更多的圖片直流電機(jī)的定子

裝配圖(2)轉(zhuǎn)子〔電樞〕①電樞鐵心②電樞繞組③換向器④轉(zhuǎn)軸與風(fēng)扇直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子(a)轉(zhuǎn)子主體(b)電樞鋼片直流電機(jī)的換向器電機(jī)裝配圖20.3直流電機(jī)的電樞繞組1、直流電樞繞組的構(gòu)成電樞繞組元件兩匝元件組成繞組的根本單元稱為元件。元件有單匝的，也有多匝的。一個(gè)元件由兩個(gè)元件邊和端接線組成。元件邊置于槽內(nèi)稱為有效邊，端接線置于鐵心外，不切割磁場(chǎng)，僅起到連接作用。元件的一條有效邊放在槽的上部，另一條有效邊放在另一槽底部，每一槽內(nèi)有上層和下層兩個(gè)元件邊構(gòu)成雙層繞組。元件首尾按一定規(guī)律接到不同的換向器片上，最后使整個(gè)繞組通過(guò)換向片連接成一個(gè)閉合回路。假設(shè)電樞每槽上、下層只有一個(gè)元件邊，那么整個(gè)繞組元件數(shù)S應(yīng)等于槽數(shù)Z，即S=Z。在大型電機(jī)中每槽上、下層包含u個(gè)元件，此時(shí)S=uZ.u為槽內(nèi)一層嵌放的元件邊數(shù)。通常把一個(gè)上層邊和一個(gè)下層邊在槽內(nèi)所占的空間作為一個(gè)虛槽，故虛槽數(shù)為：Zi=S=uZ一個(gè)線圈內(nèi)有兩個(gè)元件〔u=2〕的繞組由于一個(gè)換向片與不同元件的兩個(gè)出線端相連接，所以換向片數(shù)K=S,那么K=S=Zi2、直流電樞繞組的節(jié)距電樞繞組的連接規(guī)律是通過(guò)繞組的節(jié)距來(lái)表征的。〔1〕第一節(jié)距y1一個(gè)元件的兩條有效邊在電樞外表上所跨的虛槽數(shù)，稱為第一節(jié)距，用y1表示。常采用短距繞組，可節(jié)省用銅。=整數(shù)〔2〕第二節(jié)距y2相串聯(lián)的兩個(gè)元件中，第一個(gè)元件的下層邊與第二個(gè)元件的上層邊在電樞外表所跨過(guò)的虛槽數(shù)，稱為第二節(jié)距，用y2表示，也用虛槽數(shù)計(jì)算。〔3〕合成節(jié)距y相串聯(lián)的兩個(gè)元件對(duì)應(yīng)邊在電樞外表所跨過(guò)的虛槽數(shù)，稱為合成節(jié)距。不同類型繞組的差異，主要表現(xiàn)在合成節(jié)距上。疊繞組元件在電樞上的聯(lián)接波繞組元件在電樞上的聯(lián)接〔4〕換向片節(jié)距yk疊繞組指各極下元件依次連接，后一個(gè)元件總是疊在前一個(gè)元件上；波繞組指把相隔約為一對(duì)極下的同極性磁場(chǎng)下的相應(yīng)元件串聯(lián)起來(lái)，像波浪一樣延伸。一個(gè)元件的兩個(gè)出線端所連接的兩個(gè)換向片之間所跨的距離，其大小用換向片數(shù)表示?！?〕繞組的型式按照繞組的連接方法，電樞繞組可分為5種：?jiǎn)委B繞組，復(fù)疊繞組，單波繞組，復(fù)波繞組，蛙繞組〔混合繞組〕直流電樞繞組AB12345678A

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3AB結(jié)論：整個(gè)電樞繞組通過(guò)換向片連成一個(gè)閉合回路。AB123456783、直流電樞繞組展開(kāi)圖eeeeeeee1

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5AB直流電樞繞組電動(dòng)機(jī)＋－E發(fā)電機(jī)＋－IaeeeeeeeeE兩匝元件A1

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5BIaNSNS12345678910111212356891112A1B1A2B2單疊繞組的展開(kāi)圖※并聯(lián)支路對(duì)數(shù)：a=2?！娝⒌闹行木€對(duì)著磁極的中心線。A1A2B1B2n36'

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3'12單疊繞組的展開(kāi)圖NSNS12345678910111212356891112A1B1A2B2n※電刷的中心線對(duì)著磁極的中心線：①電刷之間的電動(dòng)勢(shì)最大。②被電刷短接的元件電動(dòng)勢(shì)為零?！?xí)慣稱“電刷放在幾何中心線位置〞。磁極中心線幾何中心線(1)額定電壓UN發(fā)電機(jī)的UN：指輸出電壓的額定值。電動(dòng)機(jī)的UN：指輸入電壓的額定值。(2)額定電流IN發(fā)電機(jī)的IN：指輸出電流的額定值。電動(dòng)機(jī)的IN：指輸入電流的額定值。(3)額定功率PN發(fā)電機(jī)的PN：指輸出電功率的額定值(UNIN)

。電動(dòng)機(jī)的PN：指輸出機(jī)械功率的額定值(UNINηN)

。20.4額定值(4)額定轉(zhuǎn)速nN(5)額定勵(lì)磁電壓UfN(6)額定勵(lì)磁電流IfN※

額定狀態(tài)：指U、I、P、n均為額定值的狀態(tài)?！鶟M載狀態(tài)：

指I=IN的狀態(tài)。M20.5勵(lì)磁方式If+Ua－Ia+Uf－他勵(lì)并勵(lì)串勵(lì)復(fù)勵(lì)(1)直流電動(dòng)機(jī)按勵(lì)磁方式分類M+U－IIfIaM+