直流电机基本结构、原理和电枢绕组

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1、第一章直流电机直流电机的基本原理和结构直流电机的电枢绕组直流电机的磁场直流电机的电枢电动势、电磁转矩和电磁功率直流电机的换向直流电机的用途电源励磁机测速伺服直流电机的特点直流发电机的电势波形较好，对电磁干扰的影响小。直流电动机的调速范围宽广，调速特性平滑。直流电动机过载能力较强，热动和制动转矩较大。由于存在换向器，其制造复杂，价格较高一、直流电机的结构§1－1直流电机的原理和结构定子和转子直流电机转子结构直流电机电刷和换向器结构直流电机电刷结构直流电机的基本结构总结主要由定子、转子两部分组成直流电机定子转子机座换向极主磁极电

2、刷装置电枢铁心轴承换向器风扇转轴电枢绕组二、直流电机的工作原理磁场定义直流电机的物理模型电势正方向：abcdB+,A-1直流发电机的工作原理（1）、换流过程abcdABabcdABdcabAB电势正方向：电势正方向：dcbaB+,A-（2）直流发电机运行时的几点结论电枢线圈内电势、电流方向是交流电；电刷间为直流电势。线圈中感应电势与电流方向一致；从空间看，电枢电流产生的磁场在空间上是恒定不变的磁场；产生的电磁转矩T与转子转向相反，是制动性质；2直流电动机的工作原理（1）、换流过程abcdabcddcab电流正方向：dcba转矩

3、方向：顺时针电势方向：abcd电流正方向：dcba转矩方向：电势方向：电流正方向：abcd转矩方向：顺时针电势方向：dcba（2）直流电动机运行时的几点结论外施电压、电流是直流，电枢线圈内电流是交流；线圈中感应电势与电流方向相反；线圈是旋转的，电枢电流是交变的。电枢电流产生的磁场在空间上是恒定不变的；产生的电磁转矩T与转子转向相同，是驱动性质；直流电机的可逆原理同一台直流电机，通过改变外界条件，可当发电机运行，也可当电动机运行。三、直流电机的额定值额定容量PN：输出功率额定电压UN：额定状态下出线端电压；额定电流IN：额定状态

4、下出线端电流；额定转速n：额定状态下的电机转速直流发电机：PN＝UN·IN直流电动机：PN＝UN·IN·★直流电机的铭牌数据§1-2直流电机电枢绕组对电枢绕组的要求：在通过规定的电流和产生足够的电势和电磁转矩前提下，所消耗的有效材料最省，强度高（机械、电气、热），运转可靠，结构简单等。电枢绕组:直流电机的电磁感应的关键部件之一,是直流电机的电路部分，亦是实现机电能量转换的枢纽。绕组实物图电枢绕组的形式环形绕组鼓形绕组叠绕组波绕组y=y1-y2有关电枢绕组名词、术语元件：第一节距y1极距：一个磁极所占的距离。第二节距y2合成节

5、距y：换向器节距yk：极轴线：磁极中心线几何中心线：磁极之间的平分线基本绕组形式一、单迭绕组：迭：两个相临联接的元件，后以元件的端部紧迭在前一元件的端部。单：首末端相联的两换向片相隔一个换向片的宽度。特点：槽数Z、元件数S和换向片数K三者相同y=yk=1单迭绕组分析实例1.数据计算：y＝yk＝1计算数据y和y1画绕组展开图安放电刷和磁极实例：P＝2，Z(槽数)＝S（元件数）＝K（换向片数）＝16单迭绕组展开图1123456789101112131416152345678910111213141615NSNSττττ+－++－－

6、展开图（2）1123456789101112131416152345678910111213141615NSNSττττ+－++－－绕组放置元件1：上元件边在1槽，下元件边放在相距y1=4即5槽下层。元件2：上元件边在2槽，下元件边放在相距y1=4即6槽下层。以此类推某一瞬间电刷、磁极放置磁极：磁极宽度约0.7τ,均匀分布，N、S极交替安排。电刷：连接内、外电路。为了在正负电刷间获得最大直流电势以及产生最大的电磁转矩，电刷放在被电刷短路的元件电势为零的位置。电势为零的元件：在一个主极下的元件边电势具有相同的方向；在磁极的几何中

7、心线上电势为零。电刷放置：电刷放置在使电刷的中心线与主磁极轴线对准的换向片上。（条件：对称绕组）元件连接顺序图绕电枢一周，所有元件互相串联构成一闭合回路。电路图结合电刷的放置，得到该瞬时的电路图每个极下的元件组成一条支路。即单迭绕组的并联支路数正好等于电机的磁极数。这是单迭绕组的重要特点之一。单迭绕组的特点元件的两个出线端连接于相邻两个换向片上。并联支路数等于磁极数，2a=2p;整个电枢绕组的闭合回路中，感应电动势的总和为零，绕组内部无换流；每条支路由不相同的电刷引出，电刷不能少，电刷数等于磁极数;正负电刷引出的电动势即为每一

8、支路的电动势，电枢电压等于支路电压;由正负电刷引出的电枢电流Ia为各支路电流之和，即二、单波绕组波绕组：首末端所接的两换向片相隔很远，两个元件紧相串联后形似波浪。为了使紧相串联的元件所生的电势同向相加，元件边应处于相同磁极极性下，即合成节距单波绕组：换向片极距yk必须符合即为