2直流电机的电枢绕组.pptx

第二章直流电机的电枢绕组,2017.4,主要内容：,2.1电枢绕组的构成2.2单叠绕组；2.3单波绕组；2.4小结；,2.1电枢绕组的构成,一、电枢绕组的构成1.作用：电枢绕组是直流电机的核心部分；它有两个作用：一是产生感应电动势，二是产生电磁转矩，是进行机电能量转换的重要部分。2.组成:由许多形状完全一样的单匝绕组元件（或多匝元件）以一定的规律嵌放在电枢铁心的槽内。绕组元件称为线圈或元件。,图1电枢绕组1上层边；2下层边；3端接部分；4首、末端,2.1电枢绕组的构成,图2真实的绕组,2.1电枢绕组的构成,4.有关概念：（1）元件构成绕组的线圈称为绕组元件，分单匝和多匝两种。一个元件由两条元件边和端接线组成，元件边放在槽内，能切割磁力线而产生感应电动势，叫“有效边”，端接线放在槽外，不切割磁力线，仅作为连接线用。每个元件的一个元件边放在某一个槽的上层，另一个元件边则放在另一槽的下层。（2）元件的首末端每一个元件均引出两根线与换向片相连，其中一根称为首端，另一根称为末端。每一个元件的两个端点分别接在不同的换向片上，每个换向片接两个不同的线圈端头,由此可见，整个电枢的元件数S等于换向片数K，即S=K。,2.1电枢绕组的构成,4.有关概念：（3）实槽：电机电枢上实际开出的槽叫实槽。实槽数用Z表示。（4）虚槽：即单元槽(每层元件边的数量等于虚槽数)，每个虚槽的上、下层各有一个元件边。虚槽数用表示。设槽内每层有u个虚槽，虚槽数和实槽的关系：（5）极轴线：磁极的中心线。（6）几何中性线：是指主磁极N极和S极的机械分界线。（7）物理中性线：把N极与S极磁场为零处的分界线称为物理中性线。,2.1电枢绕组的构成,c）实槽与虚槽1槽楔；2线圈绝缘；3导线；4层间绝缘；5槽绝缘；6槽底绝缘,b)绕组元件在槽内的放置1上层边；2下层边；3端接部分；4首、末端,2.1电枢绕组的构成,极距：相邻两个主磁极轴线沿电枢表面之间的距离，用表示为（距离）,图3极距位置示意图,2.1电枢绕组的构成,二、电枢绕组节距：指被连接起来的两个元件边或换向片之间的距离，通常用虚槽数或换向片数表示。(1)第一节距y1：同一个元件的两个有效边在电枢表面跨过的距离。(2)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。,2.1电枢绕组的构成,二、电枢绕组节距：,(3)合成节距y：连接同一换向片上的两个元件对应边之间的距离。(4)换向器节距yK：同一元件首末端连接的换向片之间的距离。,单叠绕组,单波绕组,2.1电枢绕组的构成,三、电枢绕组的分类,电枢绕组主要分为两类：,(1)叠绕组：单叠复叠(2)波绕组：单波复波,叠绕组：串联的两个元件总是后一个元件的端接部分紧叠在前一个元件端接部分，整个绕组成折叠式前进。当把每一个元件连接成绕组时，连接的顺序是从左向右进行，称为右行绕组。反之，称为左行绕组。,2.1电枢绕组的构成,三、电枢绕组的分类,波绕组：把相隔约为一对极距的同极性磁场下的相应元件串联起来，象波浪式的前进。直接相连的两个单波绕组不是在同一个磁极下，而是分别处于相邻的两对主磁极下。两个元件的对应边在电枢表面的距离合成节距y约等于两个极距。也就是说这两个元件在磁场中相对位置基本相同，因此，电动势方向相同，电磁转矩方向也相同。,2.2单叠绕组,一、定义,指各磁极下的相邻元件(线圈)相互串联，后一个线圈部是紧“叠”在前一个绕圈上，每个线圈的出线端连接到相信的换向片上的绕组。合成节距=1，与换向节距均为1，即：y=yk=1,2.2单叠绕组,二、连接方式,例1-1:已知某直流发电机的极对数2p=4，电枢槽数Z=16，极距，元件数S等于及换向片数K也等于电枢槽数Ze，S=K=Ze=16，试画出右行单叠绕组展开图。解:1计算绕组数据选择Y1的依据是尽量让元件里感应电动势最大，即Y1应接近与或等于极距，有：,是使Y1为整数的小数，如果，该线圈为整距线圈（绕组）；若，线圈为短距线圈（绕组）；若，线圈为长距线圈（绕组）。,2.2单叠绕组,二、连接方式,1.单叠电枢绕组展开图（以右行单叠绕组为例）,（1）槽按轴向展开俯视图并编号,2.2单叠绕组,二、连接方式,1.单叠电枢绕组展开图（以右行单叠绕组为例）,（2）展开,编号;放元件;元件接到换向片;放主磁极,放电刷;,2.2单叠绕组,二、连接方式,1.单叠电枢绕组展开图（以右行单叠绕组为例）,单叠电枢绕组展开图,2.2单叠绕组,二、连接方式,思考1：观察一下电刷的位置，这个位置是最佳的吗？为什么？（以电动机为例说明）,电刷应放在被其所短路的元件电动势为零的位置，使其中心线与磁极中心线重合。电刷放在几何中性线上，并不代表电刷的实际位置，而是指被电刷短路的元件的两个有效边处于几何中性线。,2.2单叠绕组,二、连接方法和特点,2.单叠绕组连接顺序表,单叠绕组连接顺序表,绕组展开图比较直观，但画起来比较麻烦，为简便起见，绕组连接规律也可用连接顺序表来表示。本例连接顺序表如下。上排数字同时代表上层元件边的元件号、槽号和换向片号，下排数字代表下层元件边所在的槽号。,2.2单叠绕组,二、连接方法和特点,单叠电枢绕组并联支路图,3.单叠电枢绕组并联支路图,2.2单叠绕组,二、连接方式,思考2:有多少条并联支路？,单叠绕组的并联支路数等于极数，并联支路对数等于极对数：a=p,电机出线端的电流Ia与每个元件中的电流ia之间的关系为：Ia=2aia,思考：2a条支路，有没有可能不并联？,没有可能，假设A1与A2不并联，则A1-B2支路与A2-B1两条支路串起来，有什么后果？,3.单叠电枢绕组并联支路图,2.2单叠绕组,三、特点,单叠绕组的特点：1）同一主磁极下的元件串联成一条支路，主磁极数与并联支路数相同。2）电刷数等于主磁极数，电刷位置应使感应电动势最大，电刷间电动势等于并联支路电动势。3）电刷个数等于极数。4）电枢电流等于各支路电流之和。,2.3单波绕组,一、定义,把同性磁极下对应位置的所有线圈串联起来，像样向波浪一样向前延伸，每个线圈的出线端连接到距离的两片换向片上。,2.3单波绕组,二、连接方式,例1-2直流电机2p=4，Ze=S=K=15，绕成单波绕组。（1）计算绕组数据,2.3单波绕组,二、连接方式,1.绕组展开图,2.3单波绕组,二、连接方式,2.单波绕组连接顺序表,本例连接顺序表如下。上排数字同时代表上层元件边的元件号、槽号和换向片号，下排数字代表下层元件边所在的槽号。,2.3单波绕组,二、连接方式,3.单波电枢绕组并联支路图,2.3单波绕组,二、连接方式,3.单波电枢绕组并联支路图,单波绕组并联支路对数a为1，适用于高压小电流电机,例2：某直流电机，电枢回路总导体数为N，每个元件有n匝，则：每条支路有的串联导体数为多少？每条支路的串联元件数是多少？,导体：元件一个有效边中的一匝导线总导体数：2n倍的总元件数，z倍的每槽导体数,每条支路串联支路数：N/2a每条支路串联元件数：N/2a/2n,2.3单波绕组,三、特点,单波绕组的特点：1）上层边位于同一极性磁极下的所有元件串联起来组成一条支路，并联支路对数恒等于1，与磁极对数无关；2）当元件的几何形状左右对称，电刷在换向器表面上的位置对准主磁极中心线时，支路电动势最大；3）电刷数等于磁极数（全额电刷）。4）电枢电动势等于支路感应电动势；5）电枢电流等于两条支路电流之和。,2.3单波绕组,四、单叠绕组与单波绕组的主要区别:,1、在于并联支路对数的多少。2、单叠绕组可以通过增加极对数来增加并联支路对数。适用于低电压大电流的电机；3、单波绕组的并联支路对数a=1，但每条支路串联的元件数较多，适用于小电流高电压的电机。,2.3单波绕组,1.电枢绕组与换向片,结论