电机学PPT课件-直流电机原理与绕组.ppt

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1、第20章直流电机的基本原理和结构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用途电源励磁机测速伺服直流电机的特点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，起动和制动转矩较大。由于存在换向器，其制造复杂，价格较高一、直流电机的结构§20－1直流电机的原理和结构定子和转子直流电机电枢绕组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电刷结构直流电机的基本结构总结直流电机定子转子机座换向极主磁极电刷装置电枢铁心轴承换向器风扇转轴电枢绕组直流电机的物理模型1直流电机的工作原理N极下S极下电势方向ABabcda←b←c←d+-cd

2、aba→b→c→d+-（2）直流发电机运行时的几点结论电枢线圈内电势、电流是交流电；电刷间为直流电势。发电机运行时:线圈中感应电势与电流方向一致；电动机运行时:线圈中感应电势与电流方向相反；3,由于换向片和电刷配合作用，才把线圈中的交流电势“换向”成引出端的直流电势；4.线圈的每条有效边感应的瞬时值为，电刷引出端电势的瞬时值为5.直流电机可逆.若在电刷上加上直流电压，产生电流流经导体，产生电磁力，使电机旋转。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

3、定电流IN：额定状态下出线端电流；额定转速n：额定状态下的电机转速直流发电机：电功率PN＝UN·IN直流电动机：机械功率PN＝UN·IN·为电动机的工作效率★§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。刷端的电势要尽可能大；各个线圈（或称元件）电流分配相同；尽量利用电刷圆周表面，使绕组展开。绕组实物图电枢绕组的形式AB每极一槽槽数Z、元件数S换向片数K电枢绕组

4、的形式为加工方便，线圈分成两组,每槽一个线圈线圈并联支路数2a=2=2p电枢绕组的形式旋转90度，没有电势和电磁力矩电枢绕组的形式每转脉动两次脉动量每极一槽每根导体的电势电刷两端的电势和合成转矩电枢绕组的形式每极二槽旋转45度，S1、S3被短路（没电势），S2、S4产生电磁力矩4个线圈都切割磁力线在一个主极下的元件边电势具有相同的方向电枢绕组的形式每转脉动四次脉动量每极二槽每旋转90度，S1、S3和S2、S4交替产生感应电势和电磁力矩电枢绕组的形式每极一槽每转脉动脉动量2次每极二槽4次每极三槽6次每极四槽8次理论上每极槽数越多越好,但机械加工上有困难最简单的直流电动机2P

5、3Z绕组展开图以第一个线图被短路时画出有关电枢绕组名词、术语极距：铁心表面，一个极所占的距离。极轴线：磁极中心线--d轴几何中心线：磁极之间的平分线--q轴(弧长)（槽数）（电角度）有关电枢绕组名词、术语元件（线圈）：第一节距y1第二节距y2（y2<0）联接在同一个换向片上两个不同元件的元件边在电枢表面跨过的距离合成节距y：换向器节距yk：y=y1+y2每一个元件的两个元件边在电枢表面所跨的距离，常用槽数来表示相串联的两个元件的对应边在电枢表面跨过的距离每一个元件的两端所连接的两片换向片之间在换向表面上所跨过的距离基本绕组形式一、单迭绕组：迭：两个相邻联接的元件，后一元件

6、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＝S＝K＝16单迭绕组展开图1.槽展开2.绕组放置3.安放磁极电刷槽展开绕组放置安放磁极、电刷1123456789101112131416152345678910111213141615NSNSττττ+－++－－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。在一个主极下的元件边电势具有相同的方向。在磁极的几何中心线上

7、的元件电势为零。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。电刷放置：电刷放置在使电刷的中心线与主磁极轴线对准。被电刷短路（电势为零）的元件的位置在几何中性线上，所以又称电刷放在几何中心线上展开图（2）1123456789101112131416152345678910111213141615NSNSττττ++－－+－12345678910111213141516SNNS+－－几何中性线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