直流电机(11)直流电机的共同问题(一)电枢绕组磁势和磁场

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1、第十六章直流电机的共同问题第十六章直流电机的共同问题第五篇第五篇 直流电机直流电机1.了解直流电机电枢绕组的构成及其连接2.掌握直流电机电枢绕组的特点3.了解直流电机的磁路4.理解直流电机的磁动势和磁场本章基本要求直流电机的共同问题（一）直流电机电枢绕组的一般知识单叠绕组单波绕组直流电机的磁动势和磁场主要内容直流电机的共同问题（一）23.1 直流电机电枢绕组的一般知识u作用：电枢绕组是直流电机的关键部件之一，构成直流电机的电路部分，在机电能量转换中起着重要的作用，运行时电枢绕组产生电动势，流过电流并产生电磁转矩，是实现机电能量转换的枢纽。u电枢绕组的基本要求：直流电机的共同问题（一）(1)能产

2、生尽可能大的电动势，并有良好的波形。(2)能通过足够大的电流，以产生并承受所需的电磁力和电磁转矩。(3)节省材料（有色金属和绝缘材料），结构简单，连接可靠。(4)便于维护和检修。(5)对直流电机，应保证换向良好。16.1 直流电机电枢绕组的一般知识u分类u特点：闭合绕组直流电机的共同问题（一）(1)叠绕组：单叠和复叠绕组。(2)波绕组：单波和复波绕组。(3)蛙绕组：叠绕和波绕混合的绕组。u电枢绕组的演变环形电枢绕组鼓形电枢绕组eeeeeeeeeeeeee16.1 直流电机电枢 绕组的一般知识直流电机的共同问题（一）u电枢绕组的演变环形电枢绕组只有一半的导体产生感应电动势，导体利用率低。环形绕组

3、2e 2e 2e 2e 2e 2e 2e2e 2e 2e 2e 2e 2e 2e16.1 直流电机电枢 绕组的一般知识直流电机的共同问题（一）u电枢绕组的演变鼓形电枢绕组线圈的两边都在电枢铁芯表面的槽中,两边都能切割磁场而产生感应电势。 鼓形绕组16.1 直流电机电枢绕组的一般知识直流电机的共同问题（一）NS电枢绕组展开图AB+_16.1 直流电机电枢绕组的一般知识直流电机的共同问题（一）一、叠绕组和波绕组元件：构成绕组的线圈。电枢绕组的基本单元，单匝和多匝16.1 直流电机电枢绕组的一般知识直流电机的共同问题（一）一、叠绕组和波绕组双层绕组1）每个元件的两端点分别连接在两换向片上，每个换向片

4、连接两个元件，各元件依一定规律依次连接，形成闭合回路。2）一个元件边放在槽的上层，另一边放在另一槽的下层，一个槽里总有上下层线圈边。3）线圈的两个元件处于不同极性的极面下，线圈的跨距约等于一个极距，两个电势相加。16.1 直流电机电枢绕组的一般知识直流电机的共同问题（一）一、叠绕组和波绕组叠绕组：一个元件的两出线端接在两相邻换向片上（单叠绕组），或相隔数片的换向片上（复叠绕组）。折叠式前进波绕组叠绕组波绕组：一个元件的两出线接在相隔约两个极距的换向片上，绕它一周后回到与起始片相邻的换向片上（单波绕组），或相隔数片的换向片上（复波绕组）。波浪式前进16.1 直流电机电枢绕组的一般知识直流电机的共

5、同问题（一）二、实槽和虚槽为改善电机的性能，希望用更多的元件组成电枢绕组。由于工艺等原因，电枢铁心不能开太多的槽，故在每槽的上下层各放置若干元件边。若每一实槽中一层并排放置u排元件边，则一个实槽可以看成u个“虚槽”，每一个虚槽的上、下层各有一个元件边。eZuZ=实槽与虚槽 u=316.1 直流电机电枢绕组的一般知识直流电机的共同问题（一）二、实槽和虚槽每一元件有两个边； 每一换向片上接两个边； 每一虚槽内放置有两个边； 元件数S等于换向片数K，等于虚槽数 每线圈有Nc匝，则总导体数为N 22cceNuN ZN Z=eSKZ=16.1 直流电机电枢绕组的一般知识直流电机的共同问题（一）三、节距第

6、一节距y1：一个元件的两个有效边在电枢表面跨过的距离。 极距 ：在电枢铁心表面上，一个极所占的距离。2eZp=2Dpp=12eZype=m整数e为凑整分数111整距绕组 短距绕组 长距绕组 短距绕组端部接线短、省铜，且利于换向，故常用第一节距y1换向器节距yk：每元件的两端所连接的换向片之间在换向器表面的跨距，用换向片数表示。 yK y16.1 直流电机电枢绕组的一般知识直流电机的共同问题（一）三、节距第二节距y2：连至同一换向片上的两个元件中第一个元件的下层边与第二个元件的上层边间的距离。合成节距y第二节距y2换向器节距yk合成节距y：连接同一换向片的两个元件的对应边在电枢表面的跨距。 y

7、y1 y216.2 单叠绕组直流电机的共同问题（一）l元件依次相连，元件的出线端接到相邻的换向片上，第一个元件的下层边（虚线）连接着第二个元件的上层边，它放在第一元件上层边相邻的第二个槽内。l相邻元件(线圈)相互叠压,后一元件的端部紧叠在前一元件的端部（叠）；首末端相联的两换向片相隔一个换向片的宽度，合成节距与换向节距均为1（单），即 yK y1l槽数Z、元件数S和换向片数K三者相同16.2 单叠绕组直流电机的共同问题（一）单叠绕组元件 右行 左行 l单叠左行绕组和单叠右行绕组16.2 单叠绕组直流电机的共同问题（一）l举例： 2p4， u=1，Z Z eSK16，单叠右行整距绕组一、 节距计

8、算yyk1节距计算 y, y1, y2画绕组展开图安放电刷和磁极e12116042221 43Zypyyye=mm展开图展示元件相互间的电气连接关系及主磁极、换向片、电刷间的相对位置关系16.2 单叠绕组直流电机的共同问题（一）1单叠绕组展开图单叠绕组展开图1.槽展开2.绕组放置3.安放磁极电刷123456789101112131416152345678910111213141615槽展开槽展开绕组放置绕组放置安放磁极、电刷安放磁极、电刷NSNSA+B+16.2 单叠绕组直流电机的共同问题（一）单叠绕组展开图单叠绕组展开图112345678910111213141615234567891011

9、1213141615NSNSA+B+16.2 单叠绕组直流电机的共同问题（一）单叠绕组展开图单叠绕组展开图16.2 单叠绕组直流电机的共同问题（一）16.2 单叠绕组直流电机的共同问题（一）l极轴线：磁极的中心线l磁极的放置：磁极宽度约为 ,均匀分布，N、S极交替排列0.7l几何中性线：相邻两个主磁极之间的中心线l电刷的放置原则空载时，正、负电刷间的电动势最大；被电刷短路的元件的感应电动势最小或等于零。l换向器的几何中性线：线圈轴线与主磁极轴线重合时，该线圈所接两换向片的分界线l电刷的位置：换向器的几何中性线，简称几何中性线16.2 单叠绕组直流电机的共同问题（一）l同一极下导体电流方向相同（

10、同一槽中上下层边不属于同一线圈，但电流的方向一致）；N、S极下导体电流方向相反。l直流电机示意图16.2 单叠绕组直流电机的共同问题（一）l电路图16.2 单叠绕组直流电机的共同问题（一）l 单叠绕组的特点（1）元件的两个出线端连接于相邻的两个换向片上；（2）同一主磁极下的元件串联成一条支路，主磁极数与支路数相同。2a=2p（3）整个电枢绕组的闭合回路中，感应电动势的总和为零，绕组内部无“环流”；（4）每条支路由不相同的电刷引出，所以电刷数等于主磁极数； （5）电刷位置应使感应电动势最大，正负电刷之间引出的电动势即为每一支路的电动势，电枢电压等于支路电压； Ea=ea（6）由正负电刷引出的电枢