第7章直流电机的磁路和电枢绕组分解.ppt

第七章 直流电机的磁路和电枢绕组 7-1 概 述 7-2 直流电机的磁路和磁化特性 7-3 电枢绕组的一般知识 7-4 单叠绕组 7-5 单波绕组 7-6 其他型式电枢绕组简介 7-7 直流电机电枢绕组的感应电势 7-8 直流电机电枢绕组的电磁转矩 第七章 直流电机的磁路和电枢绕组 ?基本要求： 1.了解直流电机空载气隙磁场的分布 2.了解直流电机的磁化曲线 3.了解单叠绕组和单波绕组的特点 4.掌握单叠绕组节距的计算方法 5.掌握直流电机的感应电动势和电磁转矩公式 7-1 概 述 1.磁场 磁场是电机实现机电能量转换的媒介。 主极磁场由永久磁铁或在励磁绕组中通入直流电流产生。 直流电机的磁化特性对电机的运行性能有很大影响。 2.电枢绕组 电枢绕组是电机实现机电能量转换的枢纽。 电枢绕组的构成应能产生足够的感应电动势，并允许通过一定的电枢电流，此外还要节省有色金属和绝缘材料，结构简单，运行可靠。 7-2 直流电机的磁路和磁化特性 1.直流电机的空载磁场 ?主磁通 ?定义：经过气隙进入电枢，同时与励磁绕组和电枢绕组相交链的磁通。 ?作用：能在旋转的电枢绕组中感应电动势、并和电枢电流相互作用产生电磁转矩，实现机电能量转换。 2.直流电机的主磁路 ?主磁路的组成部分： 定子磁轭、主磁极、气隙、电枢齿和电枢磁轭。 3. 空载时气隙磁密的分布曲线 空载时，励磁磁动势主要消耗在气隙上。当忽略铁磁材料的磁阻和电枢表面的齿槽效应时，主磁极下气隙磁通密度的分布取决于气隙的大小和形状。 磁通密度 4.磁化特性曲线 ?直流电机的磁化曲线是指电机的每极主磁通?0与每对极励磁磁动势F0之间的关系曲线?0=f(F0)。 ?饱和系数：电机额定转速下空载运行时产生额定电枢电压所需要的磁动势2Ff与气隙磁动势2F?之比，用k?来表示，即 7-3 电枢绕组的一般知识 产生感应电动势、通过电流并产生电磁力或电磁转矩，使电机能够实现机电能量转换。 1.元件 ?定义：元件就是两端分别与两片换向片连接的单匝或多匝线圈。元件是构成绕组的基本单元。 ?电枢绕组的特点常用槽数、元件数、换向片数及各种节距来表征。 2.虚槽 ?在大型电机中，每槽的上下层各放置若干个元件边。 3.直流电机电枢绕组的节距 ?节距：相关的两个元件边之间的距离，通常以所跨过的槽数或换向片数来表示。 ?极距?：相邻两个主磁极沿电枢表面之间的距离，用所跨弧长或虚槽数表示。 1）第一节距y1：同一元件的两个元件边在电枢圆周表面跨过的距离，用虚槽数计算。 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上所跨的距离，用虚槽数计算。 4)换向片节距yk：每个元件所联的两片换向片在换向器表面的跨距，用换向片数表示。 7-4 单叠绕组 主要内容：单叠绕组的节距、绕组展开图、元件联结次序图、并联支路图。 ?单叠绕组：绕组中任何两个串联元件都是后一个元件紧叠在前一个元件的上面，元件的出线端接到相邻的换向片上，y=yk=±1。 例7-1 一台直流电机，2p=4，Qu=S=K=16，绘制右行单叠整距绕组。 2. 单叠绕组的展开图 2. 单叠绕组的展开图 2. 单叠绕组的展开图 2. 单叠绕组的展开图 ?电刷的放置方法：为确保空载时，正负电刷之间引出的电动势最大，电刷应与电动势为零的元件所接两片换向片相接触。 ?当元件端接对称时，电刷应放置在主极轴线下的换向片上。此时，电刷在换向器表面的位置对准主极中心线。 4.单叠绕组的并联支路图 ?单叠绕组并联支路数等于电机的极数，即： 5.单叠绕组的特点 同一主极下的各元件串联起来成一条支路，并联支路数2a等于电机的极数2p。 电刷位置应使正负电刷间的感应电动势最大。当元件几何形状对称时，电刷在换向器表面的位置应对准磁极中心线。此时，正、负电刷间感应电动势最大，被电刷短路的元件感应电动势为零。 电刷数等于主极数。 电刷间引出的电动势为每一支路的电动势。 电枢电流为各支路电流之和。 6.单叠绕组和单波绕组的差别 ?单叠绕组：上层边在同一主极下的所有绕组元件串联起来构成一条支路，并联支路数等于极数。 7-5 单波绕组 主要内容：单波绕组的节距、绕组展开图、元件联结次序图、并联支路图。 ?单波绕组 1.单波绕组的节距 1.单波绕组的节距 合成节距 2.单波绕组的展开图 例7-2 一台直流电机，2p=4，Qu=S=K=15，绘制左行单波绕组。 2.单波绕组的展开图 2.单波绕组的展开图 2.单波绕组的展开图 2.单波绕组的展开图 3.单波绕组的元件联结次序 4.单波绕组的并联支路图 单波绕组并联支路对数a=1 5.单波绕组的特点 所有N极下的各元件串联起来组成一条支路，所有S