《電機(jī)技術(shù)應(yīng)用》課件 3.1.2 直流電機(jī)電樞繞組

直流電機(jī)電樞繞組直流電機(jī)電樞繞組常用術(shù)語(yǔ)元件兩端分別與換向片連接的單匝或多匝線圈，是構(gòu)成繞組的基本單元

當(dāng)電樞每槽上、下層只有一個(gè)元件邊時(shí)，電機(jī)的元件數(shù)S、換向片數(shù)K、槽數(shù)Q之間的關(guān)系為：S=K=Q電樞繞組常用術(shù)語(yǔ)第一節(jié)距y1每個(gè)元件的兩個(gè)元件邊在電樞表面的跨距。：整距繞組：短距繞組：長(zhǎng)距繞組單波繞組單疊繞組電樞繞組常用術(shù)語(yǔ)第二節(jié)距y2每相串聯(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表面上所跨的距離。單疊繞組單波繞組電樞繞組常用術(shù)語(yǔ)合成節(jié)距y相串聯(lián)的兩個(gè)元件對(duì)應(yīng)邊在電樞表面上所跨的距離。單疊繞組單波繞組電樞繞組常用術(shù)語(yǔ)換向節(jié)距

yk

每個(gè)元件所連的兩片換向片在換向器表面的跨距，用換向片數(shù)表示。單疊繞組單波繞組電樞繞組連接方式電樞繞組和換向片電樞繞組和換向片電樞繞組連接方式電樞繞組和換向片電樞繞組連接方式電樞繞組和換向片電樞繞組連接方式電樞繞組和換向片電樞繞組連接方式電樞繞組和換向片通過換向片，6個(gè)元件依次串聯(lián)構(gòu)成一個(gè)閉合回路電樞繞組連接方式電樞繞組連接方式電樞繞組、換向片與電刷連接

兩個(gè)電刷位于換向器內(nèi)圓對(duì)稱位置（實(shí)際放置在外圓上），電刷將閉合的6個(gè)線圈分成兩條對(duì)稱的并聯(lián)支路。結(jié)論：整個(gè)電樞繞組通過換向片連成一個(gè)閉合回路。電樞繞組連接方式單疊繞組元件連接次序表

近似的電機(jī)橫截面示意圖單疊繞組的特點(diǎn)：相鄰元件(線圈)相互疊壓,合成節(jié)距與換向節(jié)距均為1，

單疊繞組展開圖槽展開繞組放置安放磁極、電刷12345678910111213141615NSNS

+-+-+－單疊繞組并聯(lián)支路圖單疊繞組特點(diǎn)單疊繞組特點(diǎn)：

1）并聯(lián)支路對(duì)數(shù)等于磁極對(duì)數(shù)，即a=p。2）電刷數(shù)等于主磁極數(shù)，電刷間電動(dòng)勢(shì)等于并聯(lián)支路電動(dòng)勢(shì)。3）電樞電流等于各支路電流之和。單波繞組元件連接次序表

近似的電機(jī)橫截面示意圖單波繞組特點(diǎn)：?jiǎn)尾ɡ@組的合成節(jié)距與換向節(jié)距相等。單波繞組展開圖槽展開繞組放置安放磁極、電刷123456789101112131415

NSNS+-+-+－單波繞組特點(diǎn)3）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；4）電樞電動(dòng)勢(shì)等于支路感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；5）電樞電流等于兩條支路電流之和。單波繞組特點(diǎn)：

1）支路對(duì)數(shù)為1，與磁極對(duì)數(shù)無關(guān)；2）電刷數(shù)等于磁極數(shù)；直流電機(jī)繞組總結(jié)1

所有的直流電機(jī)的電樞繞組是無頭無尾的閉合繞組。2

對(duì)于端接對(duì)稱的元件，電刷放置在主極軸線下的換向片上。電樞繞組的支路數(shù)(2a)永遠(yuǎn)是成對(duì)出現(xiàn)，這是由于磁極數(shù)(2p)是一個(gè)偶數(shù)。234

所有的直流電機(jī)的電樞繞組都是無頭無尾的閉合繞組電刷放置的一般原則是確?？蛰d時(shí)通過正、負(fù)電刷的電動(dòng)勢(shì)最大。1、直流發(fā)電機(jī)中電樞繞組元件內(nèi)的電勢(shì)和電流是交流的還是直流的?若是交流的，為什么計(jì)算穩(wěn)態(tài)電勢(shì)E=U+IaRa時(shí)不考慮元件本身電感呢?答：直流發(fā)電機(jī)中電樞繞組元件內(nèi)的電勢(shì)和電流均為交流的,只是通過換向器和電刷的共同作用才轉(zhuǎn)換為直流的。但是在計(jì)算穩(wěn)態(tài)電勢(shì)E=U+IaRa時(shí)又不考慮元件本身的電感作用,這是因?yàn)槲覀兛紤]是穩(wěn)態(tài)的情況,是取平均值.而非瞬時(shí)值。2、為什么疊繞組常采用右行繞組，而波繞組常用左行繞組？答：因?yàn)榀B繞組的左行繞組每一元件接到換向片的兩根端接線互相交叉，用銅較多，所以很少采用。而波繞組的右行繞組，其端接線交叉，且比左行繞組的端接線略長(zhǎng)，故波繞組常用左行繞組。思考與練習(xí)3、一臺(tái)四極直流電機(jī)，采用單疊繞組，問:（1）若取下一只電刷，或取下相鄰的兩只電刷，電機(jī)是否可以工作？（2）若只用相對(duì)兩只電刷，是否可以工作?（3）

若電樞繞組中一個(gè)元件斷線，是否可以工作?（4）若有一極失去勵(lì)磁將產(chǎn)生什么后果?答：從四極單疊繞組電機(jī)的繞組并聯(lián)電路圖可以看出:（1）若取下一只電刷，或取下相鄰的兩只電刷時(shí)，在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，其轉(zhuǎn)矩和功率均減小一半，在發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，其電流和功率也均減小一半。雖然電機(jī)仍能運(yùn)行，但其工作情況是不正常的。（2）若只用相對(duì)兩只電刷，則無論對(duì)發(fā)電機(jī)或電動(dòng)機(jī)都不能工作。（3）若一個(gè)元件斷線,則該元件所在支路失去作用，電刷端電壓不變，但電流為原來的四分之三，電機(jī)功率為原來的四分之三。（4）當(dāng)一極失去勵(lì)磁時(shí)，該磁極下的一條支路無電勢(shì)(發(fā)電機(jī))或不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩(電動(dòng)機(jī))，使功率減小。對(duì)于多極電機(jī)，還可能產(chǎn)生不平衡情況。思考與練習(xí)4、某六極直流電機(jī)電樞為單迭繞組，每極磁通F＝2.1×10-2Wb,電樞總導(dǎo)體數(shù)N＝398，轉(zhuǎn)速n＝1500r/min，求電樞電動(dòng)勢(shì)Ea；若其它條件不變，繞組改變?yōu)閱尾?，求電樞電?dòng)勢(shì)Ea＝230V時(shí)的轉(zhuǎn)速。答：?jiǎn)蔚@組并聯(lián)支路對(duì)數(shù)a＝p＝3單波繞組并聯(lián)支路對(duì)數(shù)a＝1，p＝3思考與練習(xí)

思考與練習(xí)5、某四極直流電機(jī)，電樞槽數(shù)Z＝36，單疊繞組，每槽導(dǎo)體數(shù)為6，每極磁通2.2×10-2Wb，電樞電流Ia＝800A，問此時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩為多少？如改為單波繞組，保持支路電流不變，其電磁轉(zhuǎn)矩為多少？解：極對(duì)數(shù)p＝2；單疊繞組時(shí)支路對(duì)數(shù)a＝2，電樞繞組總導(dǎo)體數(shù)N＝36×6＝216單波繞組a＝1，支路電流：電樞電流：電磁轉(zhuǎn)矩：思考與練習(xí)

思考與練習(xí)6、某四極他勵(lì)直流電機(jī)電樞繞組為單波，電樞總導(dǎo)體數(shù)N＝372，電樞回路的總電阻R＝0.208,運(yùn)行于U＝220V的直流電網(wǎng)并測(cè)得n＝1500r/min，每極磁通＝0.01Wb，鐵耗pFe＝362W，機(jī)械損耗p

＝204W，附加損耗忽略不計(jì)，試問（