电机学-直流电机原理与绕组.pptVIP

第 20 章直流电机的基本原理和结构 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 直流电机的用途 直流电机的特点 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，起动和制动转矩较大。 由于存在换向器，其制造复杂，价格较高 §20－1 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 直流电机电刷结构 直流电机的基本结构总结 直流电机的物理模型 1 直流电机的工作原理 （2）直流发电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 §1-2 直流电机电枢绕组 绕组实物图 电枢绕组的形式 电枢绕组的形式 电枢绕组的形式 电枢绕组的形式 电枢绕组的形式 电枢绕组的形式 电枢绕组的形式 最简单的直流电动机2P3Z 绕组展开图 有关电枢绕组名词、术语 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 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。 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的元件电势为零。 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。 电刷放置：电刷放置在使电刷的中心线与主磁极轴线对准。 被电刷短路（电势为零）的元件的位置在几何中性线上，所以又称电刷放在几何中心线上 展开图（2） 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 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. 回路合成电势为零。 电刷总是与位于几何中线上的导体相接触，得到最大的直流电势。 电枢绕组的电路支路数（2a）永远是成对出现，这是由于磁极数(2p)是一个偶数.??迭绕组：2a=2p??? 波绕组：2a=2???分析时，以一对极进行分析。 直流电机的励磁方式 第二十一章 直流电机的电势、磁势和转矩 一、感应电势 二、电磁转矩 电磁转矩 三、电磁功率 1.槽展开 2.绕组放置 3.安放磁极电刷 槽展开 绕组放置 安放磁极、电刷 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 16 15 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 16 15 N S N S τ τ τ τ + － + + － － 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 16 15 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 16 15 N S N S τ τ τ τ + + － － + － 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 S N N S + － － 几何中性线 结合电刷的放置， 得到该瞬时的电路图 每个极下的元件组成一条支路。 即单迭绕组的并联支路数正好等于电机的极数。 这是单迭绕组的重要特点之一。 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。 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。 电刷组数应等于极数（采用全额电刷）; 电枢电流 Ia＝2ia 。 a i e 电枢电动势Ea与电流Ia方向一致； 输出电功率 电磁转矩Tem与转速n方向相反， 为制动转矩，吸收机械功率。 电枢电动势Ea与电流Ia方向相反 ，吸收电功率。 电磁转矩Tem与转速n方向一致，为驱动转矩，输出机械功率。 发电机 电动机 直流电机的空载磁场 当励磁绕组的串联匝数为 ，流过电流为 ，每极的励磁磁动势为： 直流电机的空载磁场 为了感应电动势或产生电磁转矩，直流电机气隙中需要有一定量的每极磁通 ，空载时，气隙磁通 与空载磁动势 或空载励磁电流 的关系，称为直流电机的空载磁化特性。如右图所示。 为了经济、合理地利用材料，一般直流电机额定运行时，额定磁通 设定在图中A点，即在磁化特性曲线开始进入饱和区的位置。 直流电机的空载磁场 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时，主磁极下气隙磁通密度的分布就取决于气隙的