第三节直流电机绕组

1、通过换向片，6个线圈依次串连构成一个闭合回路。两个电刷位于换向器内圆对称位置(实际放置在外圆上)。位于对称位置的电刷将闭合的6个线圈分成两个并联支路。注意注意:电枢转动时情况电枢转动时情况?转转60度时度时234561234561234561注意注意:电枢转动时情况电枢转动时情况?转转60度时情况度时情况 单波绕组、单叠绕组、单波绕组、单叠绕组、复波绕组、复叠绕复波绕组、复叠绕组、混合绕组等。组、混合绕组等。3.电枢绕组的联结方法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。节距、绕组展开图、元件联结图、并联支

2、路图。叠绕组波绕组4.有关电枢绕组有关电枢绕组名词、术语名词、术语元件：元件：第一节距第一节距y1(元件跨距元件跨距)极距：铁心表面，极距：铁心表面， 一个极所占的距离。一个极所占的距离。换向器节距换向器节距yc：极轴线：磁极中心线极轴线：磁极中心线几何中心线：磁极之间的平分线几何中心线：磁极之间的平分线元件数元件数S(Z),槽数槽数Q,换向片数换向片数K一、一、 单迭单迭(叠叠)绕组：绕组：迭：迭： 两个相临联接的元件，两个相临联接的元件， 后一元件后一元件的首端部紧迭在前一元件的末端部。的首端部紧迭在前一元件的末端部。单：单： 首末端相联的两换向片相隔首末端相联的两换向片相隔一个换向片的宽

3、度。一个换向片的宽度。特点：特点： 槽数槽数Q、元件数、元件数S和换向片数和换向片数K三者相同三者相同y yc c=1=111.单迭绕组展开图单迭绕组展开图1.槽展开2.绕组放置3.安放磁极电刷123456789101112131416152345678910111213141615槽展开槽展开绕组放置绕组放置安放磁极、电刷安放磁极、电刷NSNS+以一台以一台 的直流电机为例。的直流电机为例。24,p 16QSK以一台以一台 的直流电机为例。的直流电机为例。24,p 16QSK141cyy12315161234567891011121314161545678910 11121314161514

4、电枢转向SSNSNA1A2B1B2B2绕组放置绕组放置l元件元件1 1： 上元件边在上元件边在1 1槽，槽， 下元件边放在相距下元件边放在相距y1=5y1=5即即6 6槽下层。槽下层。l元件元件2 2： 上元件边在上元件边在2 2槽，槽， 下元件边放在相距下元件边放在相距y1=5y1=5即即7 7槽下层。以此类推槽下层。以此类推某一瞬间某一瞬间电刷、磁极放置l磁极：磁极宽度约磁极：磁极宽度约0.7 , 0.7 , 均匀分布，均匀分布，N N、S S极交替安排。极交替安排。 l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。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

5、上。实际运行时，电刷是静止不动的，电枢在旋转，但是被电刷所短路的元件，实际运行时，电刷是静止不动的，电枢在旋转，但是被电刷所短路的元件，永远都是处于电机的几何中性线，其感应电动势是接近零的。永远都是处于电机的几何中性线，其感应电动势是接近零的。可以看出，一个磁极下导体电流的方向是完全一致的（同一槽中上下层边可以看出，一个磁极下导体电流的方向是完全一致的（同一槽中上下层边不属于同一线圈。但电流的方向一致）。而且，不属于同一线圈。但电流的方向一致）。而且，N、S极下导体电流的方向极下导体电流的方向相反，所以对电动机而言能产生一个方向固定的转矩。且为了产生拖动性相反，所以对电动机而言能产生一个方向固

6、定的转矩。且为了产生拖动性质最大的电磁转矩质最大的电磁转矩,电刷在换向器表面的距离相等电刷在换向器表面的距离相等,短路元件数等于电刷数短路元件数等于电刷数.ap下层元件边下层元件边上层元件边上层元件边y112345678910111213141615678910111213141615123451闭合闭合23478610111214161551391A1A2B1B2121095613142347861011121416155139112109561314整个绕组是一个闭合回路。整个绕组是一个闭合回路。l元件的两个出线端连接于相邻两个换向片上。元件的两个出线端连接于相邻两个换向片上。l串联所有上

7、元件边在同一极下的元件，串联所有上元件边在同一极下的元件， 形成一条支路。形成一条支路。 每增加一对主极就增加一对支路。并联支路数等于磁每增加一对主极就增加一对支路。并联支路数等于磁极数，极数， 2a=2p;2a=2p;l整个电枢绕组的闭合回路中，整个电枢绕组的闭合回路中， 感应电动势的总和为零，感应电动势的总和为零， 绕组内部无换流；绕组内部无换流；l每条支路由不相同的电刷引出，每条支路由不相同的电刷引出， 电刷不能少，电刷不能少， 电刷电刷数等于磁极数数等于磁极数; ;l正负电刷引出的电动势即为每一支路的电动势，正负电刷引出的电动势即为每一支路的电动势， 电枢电枢电压等于支路电压电压等于支

8、路电压; ;l由正负电刷引出的电枢电流由正负电刷引出的电枢电流IaIa为各支路电流之和，为各支路电流之和， 即即aaaiI2 二、单波绕组二、单波绕组波绕组：波绕组：一个元件首末端所接的两换向片一个元件首末端所接的两换向片相隔很远相隔很远,相串联的两元件也相隔较远，相串联的两元件也相隔较远， 多个多个元件紧相串联后形似波浪。元件紧相串联后形似波浪。 讲述单波绕组联结规律的节距、绕组展开图、元件联结图、并联支路图。讲述单波绕组联结规律的节距、绕组展开图、元件联结图、并联支路图。为了使紧相串联的元件所产生的电势同向相加，使紧相串联的两个元件的边相为了使紧相串联的元件所产生的电势同向相加，使紧相串联

9、的两个元件的边相隔大约两个极距隔大约两个极距,在磁场中位置差不多相对应的元件连接在一起在磁场中位置差不多相对应的元件连接在一起换向片极距换向片极距yc必须符合必须符合 即即 为什么为什么? 1cP yk1ckyP单波绕组：单波绕组：起始换向片与绕电枢一周后所连接的换向片相距为一个换向片起始换向片与绕电枢一周后所连接的换向片相距为一个换向片(即相邻的换向片即相邻的换向片)距离距离.15 17814 15NSSN以一台以一台 的直流电机为例。的直流电机为例。24,p 15QSK1151(/2 )444yQp115 172cKyp1153(/2 )344yQp或或元件、磁极、电刷放置原则元件、换向片

10、的放置：元件、换向片的放置：1 1元件上层边元件上层边1 1槽，槽， 下层边下层边4 4槽槽; ;首末端所连的换向片相首末端所连的换向片相距距ycyc7 7；为了端部对称，为了端部对称， 首末端所连的两换向片之间的中心线与首末端所连的两换向片之间的中心线与1 1元件的轴线重合。元件的轴线重合。 1 1元件上层边所连的换向片定为元件上层边所连的换向片定为1 1。 依依次联接次联接。 磁极放置：磁极放置： N N、S S极磁极均匀交替的排列。极磁极均匀交替的排列。电刷的放置电刷的放置：放在与主极轴线对准的换向片上。：放在与主极轴线对准的换向片上。 单波绕单波绕组的各个电刷在换向器表面的距离也相等组

11、的各个电刷在换向器表面的距离也相等,但是短路元件数不等于但是短路元件数不等于电刷数电刷数.1a l元件的两个出线端连接于相隔很远两个换向片上。元件的两个出线端连接于相隔很远两个换向片上。l把全部上元件边在相同极性下的元件相连，形成一条支把全部上元件边在相同极性下的元件相连，形成一条支路路, ,整个绕组只有一对支路。并联支路对数等于整个绕组只有一对支路。并联支路对数等于1 1， a=1;a=1;l整个电枢绕组的闭合回路中，整个电枢绕组的闭合回路中， 感应电动势的总和为零，感应电动势的总和为零， 绕组内部无换流；绕组内部无换流；l由引出支路观点看由引出支路观点看, ,支路数只有两条支路数只有两条,

12、 ,仅需一对电刷仅需一对电刷. .但从但从节约换向器材料看节约换向器材料看, ,一般单波绕组电刷数仍等于磁极数一般单波绕组电刷数仍等于磁极数; ;l正负电刷引出的电动势即为每一支路的电动势，正负电刷引出的电动势即为每一支路的电动势， 电枢电电枢电压等于支路电压压等于支路电压; ;l由正负电刷引出的电枢电流由正负电刷引出的电枢电流IaIa为各支路电流之和，为各支路电流之和， 即即aaaiI2单迭绕组和单波绕组的区别单迭绕组：先串联所有上元件边在同一极下的元件，单迭绕组：先串联所有上元件边在同一极下的元件， 形成一条支路。形成一条支路。 每增加一对主极就增加一对支路。每增加一对主极就增加一对支路。

13、 2a2p。 迭绕组并联的支路数多，迭绕组并联的支路数多， 每条支路中串联元件数每条支路中串联元件数少，适应于较大电流、较低电压的电机。少，适应于较大电流、较低电压的电机。 单波绕组：把全部上元件边在相同极性下的元件单波绕组：把全部上元件边在相同极性下的元件相连，形成一条支路。相连，形成一条支路。 整个绕组只有一对支路，整个绕组只有一对支路， 极数的增减与支路数无关。极数的增减与支路数无关。 2a2。波绕组并联的支路数少，波绕组并联的支路数少， 每条支路中串联元件数每条支路中串联元件数多，多， 适用于较高电压、较小电流的电机。适用于较高电压、较小电流的电机。直流电机绕组的归纳直流电机绕组的归纳l所有的直流电机的电枢绕组总是自成闭路所有的直流电机的电枢绕组总是自成闭路.l电枢绕组的支路数电枢