电机学 第20章 直流电机的工作原理和基本结构.ppt

第 20 章 直流电机的工作原理和基本结构 直流电机模型 直流电机模型 直流电机模型 直流电机的定子装配图 20.3 直流电机的电枢绕组 练 习 题 * 以课本习题为准。 * * * 20.1 直流电机的工作原理 20.2 直流电机的基本结构 20.3 直流电机的电枢绕组 20.4 电流电机的额定值 20.5 直流电动机的励磁方式 N S 20.1 直流电机的工作原理 1. 直流电动机的工作原理 N S ＋ U － ＋ U － 电刷 线圈边切割磁感线会产生什么？ 换向片 产生旋转 磁极 半环形金属环 支柱 电刷 转轴 换向片 转向 电流方向 换向片 线圈 磁极 直流电流 交流电流 电磁转矩 (拖动转矩) 换向 机械负载 Φ 旋转 克 服 反电动势 做功 电磁关系 N S 2. 直流发电机的工作原理 N S － E ＋ － E ＋ 输出 直流电 换向 原动机 感应电动 势、电流 Φ 电磁转矩 （阻转矩） 做功 电磁 关系 直流电机的结构 电枢 20.2 直流电机的基本结构 1. 主要部件 (1) 定子 ①主磁极 ②换向磁极 ③机座 ④端盖等 直流电机的定子 (a) 主磁极 (b) 机座 直流电机模型 直流电机的定子 更多的图片 (2) 转子（电枢） ① 电枢铁心 ② 电枢绕组 ③ 换向器 ④ 转轴与风扇 直流电机的转子 (a) 转子主体 (b) 电枢钢片 直流电机的换向器 电机装配图 1、直流电枢绕组的构成 电枢绕组元件 两匝元件 组成绕组的基本单元称为元件。元件有单匝的，也有多匝的。一个元件由两个元件边和端接线组成。元件边置于槽内称为有效边，端接线置于铁心外，不切割磁场，仅起到连接作用。 元件的一条有效边放在槽的上部，另一条有效边放在另一槽底部，每一槽内有上层和下层两个元件边构成双层绕组。元件首尾按一定规律接到不同的换向器片上，最后使整个绕组通过换向片连接成一个闭合回路。 若电枢每槽上、下层只有一个元件边，则整个绕组元件数S应等于槽数Z，即S=Z。 在大型电机中每槽上、下层包含u个元件，此时S=uZ. u为槽内一层嵌放的元件边数。通常把一个上层边和一个下层边在槽内所占的空间作为一个虚槽，故虚槽数为：Zi=S=uZ 一个线圈内有两个元件（u=2）的绕组 由于一个换向片与不同元件的两个出线端相连接，所以换向片数K=S,则K=S=Zi 2、直流电枢绕组的节距 电枢绕组的连接规律是通过绕组的节距来表征的。 （1）第一节距y1 一个元件的两条有效边在电枢表面上所跨的虚槽数，称为第一节距，用y1表示。 常采用短距绕组，可节省用铜。 =整数 （2）第二节距y2 相串联的两个元件中，第一个元件的下层边与第二个元件的上层边在电枢表面所跨过的虚槽数，称为第二节距，用y2表示，也用虚槽数计算。 （3）合成节距y 相串联的两个元件对应边在电枢表面所跨过的虚槽数，称为合成节距。不同类型绕组的差别，主要表现在合成节距上。 叠绕组元件在电枢上的联接 波绕组元件在电枢上的联接 （4）换向片节距yk 叠绕组指各极下元件依次连接，后一个元件总是叠在前一个元件上；波绕组指把相隔约为一对极下的同极性磁场下的相应元件串联起来，像波浪一样延伸。 一个元件的两个出线端所连接的两个换向片之间所跨的距离，其大小用换向片数表示。 （5）绕组的型式 按照绕组的连接方法，电枢绕组可分为5种：单叠绕组，复叠绕组，单波绕组，复波绕组，蛙绕组（混合绕组） 直流电枢绕组 A B 1 2 3 4 5 6 7 8 A B 1 2 3 4 8 7 6 5 7 6 5 4 8 1 2 3 A B 结论：整个电枢绕组通过换向片连成一个闭合回路。 A B 1 2 3 4 5 6 7 8 3、直流电枢绕组展开图 e e e e e e e e 1 2 3 4 8 7 6 5 A B 直流电枢绕组 电动机 ＋ － E 发电机 ＋ － Ia e e e e e e e e E 两匝元件 A 1 2 3 4 8 7 6 5 B Ia N S N S 1 2 3 4 5 6 7 8