03--2008电机学直流电机结构原理(精)

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用途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 1-1直流电机的原理和结构直流发电机的电势波形较好，对电磁扰的影响小。直流电动机的调速范围宽广，调速特性平滑。定子和转子直流电机电枢绕组结构SFwft直流电机电刷和换向器结构直流电机电刷结构V形套筒 母环 换向片 器土连接片直流电机的基本结构总结主要由定子、转子两部分组成1、直流电机的工作原理、直流电机的工作原理直流电机的物理模型直流电机的物理模型Q 换向片电刷主磁极R 绕组线圈1直流发电机的工作原理2.电刷间为直流电势。线圈中感应电势与电流方

2、向 致；3.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；4.产生的电磁转矩 M与转子转向相反，是制动性质；(2)直流发电机运行时的儿点结论1.电枢线圈内电势、电流方向是交流电;外丿施电压、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 M与转犷转向相同,是驱动性质;直流电机的可逆原理2.3.4.同一台直流电机,I可当发电机运行,通过改变外界条件,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：额定状态下岀线端电压;额定电流IN：额定状态下出线端电流;

3、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=UNIN-H直流电机的铭牌数据A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。对电枢绕组的耍求: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。电枢绕组的形式有关电枢绕组名词、术语极距：铁心表而，一个极所占的距离。元件:第-节距屮匸第y=yl-y2合成节距y：换向器节距yk： V丿1 1I极轴线：磁极中心线儿何中心线：磁极之间的平分线一、单迭绕组：迭：两个相临联接的元件，后以元件的端部紧

4、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。y二yji特点：槽数 Z、元件数 S 和换向片数心者相同单迭绕组分析实例实例：P = 2, Z=S = K=16lo数据计算:y=yk=iZ 16y = f =-=-2p2x2迭绕组展开图迭绕组展开图展开图展开图（2）+上元件边在 2 槽，下元件边放在相距 yl 二 5 即7 槽下层。 以此类推电刷：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 磁极的几何中心线上电势为零。电刷放置：电刷放置在使电刷

5、的中心线与主磁极轴线 对准的换向片上。F .元件 2：磁极：磁极宽度约 0.7T,均匀分布，N、S极交替安排。元件连接顺序图绕电枢一周，所有元件互相串联构成 闭合回路。1235 67 8 9 10 11 12 13 J4 15 16 1AMWWVW56 7 8 9 10 1 12 13 14 15 16 2 3 4上层元件边下层元件边电路图绕组的并联支路数正好等于电机的极数。 这是单迭绕组的电要特点之一。I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；毎条支路由不相同的电刷引出，电刷不能少， 电刷

6、数 等于磁极数；正负电刷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；由正负电刷引出的电枢电流 la为各支路电流之和， 即单迭绕组的特点la = 2 ai a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。为了使绕组从某一换向片出发，沿电枢铁心一周后冋到 原來出发点和邻的一片上，则町由此再绕卜去。为使紧相串联的元件所生的电势同向相加，元件边应 处于相同磁极极性卜，即合成节距，2r. 2r单波绕组：换向片极距必须符合即PyA1、单波绕组单波绕组元件、磁极、电刷放置原则元件、换向片的放置：1#元件上层边严槽，下层边 4#槽；首末端所连 的换向片相距 yk = 7；

7、为了端部对称，首末端所连的两换向片 Z 间的 中心线与1#元件的轴线重合。1#元件上层边 所连的换向片定为“。依次联接。磁极放置：N、S极磁极均匀交替的排列。电刷的放置：放在与主极轴线对准的换向片上。实例：P = 2, Z二S = K=15左单波绕组lo绕组数拯计算乙153寿才一2K + 115 - 1y2 = y y=7 3 = 4单波绕组展开图单波绕组展开图从绕组展开图町以看出，全部15个元件串联而构成 个闭合回路的顺序是：A绕组放置安放磁极、电刷槽展开单波绕组元件连接顺序图下层边1 m*14*6*135 *12*4*11*3*10 2*9* 1用联接顺序图衣示为:上层边同极性下各元件串联起來组成一条支路, 支路对数a=l,与磁极对数 p 无关。当元件的儿何尺、对称时，电刷在换向 器表面上的位置对准主磁极中心线，支 路电动势最大。电刷组数应等于极数（采用全额电刷）；电枢电流 Ia=2iao单波绕组把相同极牲下的全部元件串联起来组成 条支路。由 于磁极只有N、S之分，所以单波绕纽的支路对数a与极对数多 少无关，永远为1,即a=l。I直流电机绕组