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第三章 直流电机;本章教学基本要求：;重点和难点;直流电机 ;一、直流电机的工作原理 1.直流发电机工作原理;2.直流电动机工作原理;第二节 直流电机的结构与型号 ; 一、直流电机的结构 主要由两大部分组成： 定子（静止部分） 转子（转动部分或称电枢）。 ;1、定子;主磁极与换向极示意图;2.转子 转子（电枢）的组成：电枢铁心、电枢绕组、换向器、转轴和风扇等。 （1）铁心：硅钢片叠压而成，作用：用来嵌放电枢绕组，是直流电机磁路的一部分。 （2）电枢绕组：由绝缘导线绕制成的线圈（又称绕组元件）按一定规律联接组成，每个元件两个有效边分别嵌放在电枢铁芯表面的槽内，元件的两个出线端分别与两个换向片相连。电枢绕组的作用是产生感应电势和电磁转矩，是实现机电能量转换的枢纽。;;;直流电机结构;直流电机的励磁方式 ;;直流电机的铭牌数据和主要系列; 每台直流电机的机座上都有一个铭牌，其上标有电机型号和各项额定值，用以表示电机的主要性能和使用条件 （2）额定功率PN：指电机在额定运行时的输出功率。 对发电机是指明输出电功率PN＝UNIN 对电动机是指明输出的机械功率PN＝UNINηN （3）额定电压UN：指额定运行状况下，直流发电机的输出电压或直流电动机的输入电压。 （4）额定电流IN：指额定电压和额定负载时允许电机长期输入（电动机）或输出（发电机）的电流。 （5）额定转速nN：指电动机在额定电压和额定负载时的旋转速度。 （6）电动机额定效率ηN：指直流电动机额定输出功率PN与电动机额定输入功率P1＝UNIN比值的百分数。 ;说明;国产电机主要系列;2）ZZJ系列;1、基本概念 电枢绕组是直流电机的一个重要部分，电机中机电能量的转换就是通过电枢绕组而实现的，直流电机的转子也称为电枢。 电枢绕组是由许多个形状完全一样的单匝元件（或多匝元件）以一定规律排列和联接起来的，用 S表示元件数。;单匝元件：每个元件的元件边（一个元件有两个元件边）里仅有一根导体，对多匝元件来说，一个元件边里就不止一根导体了。若用 Ny 代表元件的匝数，则多匝元件的元件边里就有 Ny 根导体。图（a）中， Ny =3。 不管一个元件有多少匝，其出线端只有两根，一根叫首端，另一根叫末端。同一个元件的首端和末端分别接到不同的换向片上，而各个元件之间又是通过换向片彼此联接起来的。这样就必须在同一个换向片上，既联有一个元件的首端，又联有另一元件的末端。若用 K表示换向片数，则整个电枢绕组的元件数应等于换向片数，即S＝K 。 ;a)元件；b)元件在槽内的放置；c)实槽与虚槽 1—元件边；2—首端；3—末端；4—有效部分；5—端接部分；6—元件边;从图中可以看出，同一个元件的一个元件边放在某一个槽的上层，它的另一个元件边就放在另一个槽的下层，所以直流电机绕组一般都是双层绕组。由于一个槽里能嵌放两个元件边，而一个元件又正好有两个元件边，所以电枢上的槽数应该等于元件数。 元件嵌放在槽内的部分称为有效部分， 元件在槽外的部分称为端接部分， 如图（b）中所示。;为了改善电机性能，往往需要采用较多的元件来构成电枢绕组，由于工艺和其它方面的原因，电枢铁心开的槽数不能太多，这样就只能在每个槽的上、下层各放置若干个元件边，引入“虚槽”的概念。设槽内每层有u个元件边，则把每个实际槽看作包含有u个“虚槽”，每个虚槽的上、下层各有一个元件边，图（c）表示u =3时，元件边的布置情况。若用Q代表总实槽数，Qu代表总虚槽数，则 ???????? ; 直流电机电枢绕组的基本形式是单叠和单波。;电枢绕组节距图;2、单叠绕组;单叠绕组 ;若极距用虚槽数表示，则 ???????? ????????????? ?????????????????????? 由于 不一定能被极数 整除，而 又必须为整数，所以应使 ??????????????????????? ??????????????? 式中? ——小于1的分数。 若 =0， ??? 称为整距绕组； ? ， ＞ ??? 称为长距绕组； ??????? ＜ ??? 称为短距绕组。;图3.14? 单叠绕组的节距;（2）合成节距y和换向器节距yk 元件1和它相联的元件2对应边之间的跨距是y，用虚槽数表示。 每个元件首、末端所联两个换向片之间的跨距是yk ，用换向片数表示。对单叠绕组 。当把每一个元件联成绕组时，联接的顺序是从左向右进行，称为右行绕组。图3.14所示就是这种绕组。 （3）第二节距y2 y2是联至同一个换向片的两个元件边之间的距离，或者说，是元件1的下层元件边在换向器端经过换向片联到元件2的上层元件之间的跨距