直流电机的磁路和电枢绕组

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1、第七章直流电机的磁路和电枢绕组§7-1概述电机感应电动势和产生电磁转矩都离不开磁场，要了解电机的运行情况首先要了解电机的磁路和磁化特性。电枢绕组是直流电机的核心部分。根据不同的联结方法可分为：单叠、单波、复叠、复波和混合绕组等。§7-2直流电机的磁路和磁化特性一、空载时磁场分布电机中磁场的分布是对称的，由励磁动势所建立的主极磁通分两部分：主磁通Φ0和漏磁通Φσ。··Φ0Φ0Φσ图1直流电机空载时的磁场分布磁通和磁路磁路从气隙1出发经－电枢齿－电枢轭－电枢齿2－气隙2－主磁极2－定子轭－主磁极1，最后又回到气隙1。磁通和

2、磁路主磁通、主磁路：由N极出发，经气隙进入电枢齿部，经电枢铁心的磁轭到另外的电枢齿，通过气隙进入S极，再经定子轭回到原来N极。主磁通交链励磁绕组和电枢绕组，在电枢绕组中感应电势，产生电磁转矩。漏磁通、漏磁路：不进入电枢铁心，直接经过相邻的磁极或定子轭。影响饱和程度主磁通和漏磁通主磁通φ0和漏磁通φσ由同一磁动势建立；φ0所走的路径气隙小，磁阻小；漏磁通所走的路径气隙大，磁阻大；漏磁系数：磁路计算磁路计算的目的：对于每极主磁通φ0，求出每对主极所需的磁动势F。通常选取经过主磁极中心线底下的气隙和电枢齿所构成的一条闭合回路计

3、算。整个闭合磁路分为5段：两个气隙、两个电枢齿、一段电枢轭、两个主极铁心和一个定子轭。磁路计算磁路计算的步骤：1、先求经过某一段的磁通；2、根据该段的有效截面积SX计算该段的磁密BX；3、由BX在磁化曲线上查HX；4、确定各段磁路计算长度LX；5、计算各段磁路磁压降HXLX；6、相加各段磁路磁压降得出一对磁极所需的总磁动势：。气隙磁场Bδτbdd'atN在主极直轴附近的气隙较小，并且气隙均匀，磁阻小，即此位置的主磁场较强，在此位置以外，气隙逐渐增大，主磁场也逐渐减弱，到两极之间的几何中线处时，磁密等于0。主磁场磁密的分布

4、在一个磁极的范围内，励磁磁势大小一样，Bδ大小完全与气隙长度成反比。空载磁化曲线磁化曲线：表示空载主磁通Φ0与主极励磁磁动势Ff之间的关系曲线，Φ0＝f（Ff）。通过实验或计算得到。Φ0Ff直线，不饱和部分膝点饱和部分Fδ’F0’(膝点处约1.1~1.35)kµ为磁路的饱和系数，电机一般运行在膝点处。图2磁化特性曲线§7-3电枢绕组的一般知识一、直流电机叠绕组的连接规律电枢绕组是由若干结构形状相同的元件按一定规律联结成电路的闭合通路。最后形成一个闭合通路。电流沿换向片导体端接线导体相邻换向片下个线圈单匝叠绕组元件12L一

5、、直流电机叠绕组的连接规律一个绕组元件两端分别与两片换向片连接以便与下一个元件相连。12345注意：绕组的各个元件之间通过换向片互联，一个换向片与两个线圈边连接。故整个电枢绕组的元件数S和换向片数K相等，即S=K。一个元件边只有一根导体称单匝绕组，有多根导体称多匝线圈。一、直流电机叠绕组的连接规律为了便于工艺制造，每个元件的一个元件边嵌放在某一槽内的上层（上层元件边），另一元件边放在另一槽的下层（下元件边）。同一槽放了两个不同元件的有效边，因此电枢的槽数Q也等于元件数S。caa′c′二、实槽与虚槽在实际的电机中，常在每个

6、槽的上、下层各嵌放多个元件边，电枢铁心周围表面有时不能冲太多的槽，因此引入虚槽的概念，即同一槽内每个上、下元件边所占的槽的位置为一个虚槽。而虚槽数等于元件数，也等于换向片数，即：Qu=S=K若一个实槽包含u个虚槽，则虚槽数Qu与实槽数Q有关系：Qu=uQ。三、绕组节距1、第一节距y1：指同一元件两个边之间的距离，用虚槽数来计算，为使元件感应最大电动势，要使y1等于一个极距。τ=Qu/2Py1y1必须是一整数，因此y1=Qu/2P±ε。y1

7、节距2、第二节距y2：指同一换向片所串联的两个元件中，前一元件的下元件边与后一元件的上元件边之间的距离，也用虚槽数表示。y2若节距y2等于y1，不能使绕组在电枢中合理分布。思考：y2是否能等于y1？三、绕组节距3、合成节距y：指在相邻联接的两个元件的对应边之间在电枢表面上用虚槽数表示的距离。合成节距y总与换向片节距yk相等。叠绕组和波绕组:y=y1+y2y4、换向片节距yk：指每一元件的两端所联接的两换向片之间的距离，以换向片数表示。yk1、电枢绕组与换向片四、叠绕组的联结示意图结论：通过换向片，6个元件依次串联构成一个

8、闭合回路。四、叠绕组的联结示意图2、电枢绕组与电刷连接位于对称位置的电刷将闭合的6个线圈分成两条并联支路。两个电刷位于换向器内圆对称位置(实际放置在外圆上)。单叠绕组、单波绕组、复波绕组、复叠绕组、混合绕组等。五、电枢绕组的联结方法绕组联结方法主要表述绕组联结规律的节距、绕组展开图、元件联结图、并联支路图。§7-4单