浙江大学–电机与拖动讲义章玮第一章直流电机.ppt

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 直流电机的磁场 直流电机的电枢电动势、电磁转矩 和电磁功率 直流电机的换向 直流电机的用途 直流电机的特点 直流发电机的电势波形较好，对电磁干扰的影响小。 直流电动机的调速范围宽广，调速特性平滑。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 定子和转子 直流电机电枢绕组结构 直流电机电刷和换向器结构 直流电机电刷结构 直流电机的基本结构总结 二、直流电机的工作原理 直流电机的物理模型 1 直流发电机的工作原理 （2）直流发电机运行时的几点结论 2 直流电动机的工作原理 （2）直流电动机运行时的几点结论 直流电机的可逆原理 同一台直流电机， 通过改变外界条件， 可当发电机运行， 也可当电动机运行。 三、直流电机的额定值 直流电机的铭牌数据 §1-2 直流电机电枢绕组 绕组实物图 电枢绕组的形式 有关电枢绕组名词、术语 基本绕组形式 单迭绕组分析实例 单迭绕组展开图 展开图（2） 绕组放置 元件1： 上元件边在1槽， 下元件边放在相距y1=5即6槽下层。 元件2： 上元件边在2槽， 下元件边放在相距y1=5即7槽下层。 以此类推 某一瞬间电刷、磁极放置 磁极：磁极宽度约0.7τ , 均匀分布，N、S极交替安排。 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：电刷放置在使电刷的中心线与主磁极轴线对准的换向片上。 元件连接顺序图 电路图 单迭绕组的特点 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； 每条支路由不相同的电刷引出， 电刷不能少， 电刷数等于磁极数; 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Ia为各支路电流之和， 即 二、单波绕组 单波绕组 实例：P＝2， Z=S＝K＝15 左单波绕组 元件、磁极、电刷放置原则 单波绕组展开图 单波绕组元件连接顺序图 单波绕组电路图 单波绕组的特点 直流电机绕组的归纳 所有的直流电机的电枢绕组总是自成闭路. 电枢绕组的支路数（2a）永远是成对出现，这是由于磁极数(2p)是一个偶数.?????注：a－支路对数????????? ?? ?? p－极对数 为了得到最大的直流电势，电刷总是与位于几何中线上的导体相接触。 单迭绕组和单波绕组的区别 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下， 即合成节距 单波绕组： 换向片极距yk必须符合 即 为了使绕组从某一换向片出发， 沿电枢铁心一周后回到原来出发点相邻的一片上， 则可由此再绕下去。 计算数据y和y1 画绕组展开图 安放电刷和磁极 1。绕组数据计算 元件、换向片的放置： 1＃元件上层边1＃槽， 下层边4＃槽;首末端所连的换向片相距yk＝7； 为了端部对称， 首末端所连的两换向片之间的中心线与1＃元件的轴线重合。 1＃元件上层边所连的换向片定为1＃。 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。 3 3 4 5 6 7 8 9 11 10 12 13 14 15 2 1 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 N S S N τ τ τ τ 槽展开 绕组放置 安放磁极、电刷 从绕组展开图可以看出， 全部15个元件串联而构成一个闭合回路的顺序是： 1 8 15 7 14 6 13 5 12 4 11 3 10 2 9 1 用联接顺序图表示为： 1 8 15 7 14 6 13 5 12 4 11 3 10 2 9 1 4 11 3 10 2 9 1 8 15 7 14 6 13 5 12 上层边 下层边 单波绕组把相同极性下的全部元件串联起来组成一条支路。 由于磁极只有N、S之分， 所以单波绕组的支路对数a与极对数多少无关， 永远为1，即a＝1。 7 14 6 13 15 10 3 11 4 2 5 12 8 9 1 12 5 4 15 1 8 9 同极性下各元件串联起来组成一条支路， 支路对数a＝1， 与磁极对数p无关。 当元件的几何尺寸对称时， 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