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第1章 直流电机 §1.1 直流电机的基本工作原理与结构 §1.2 直流电机的电枢绕组简介 §1.3 直流电机的电枢反应 §1.4 直流电动机的电枢电动势和电磁转矩 §1.5 直流电动机的换向 §1.6 直流发电机 §1.7 直流电动机 §1.1 §1.1.1 直流电机的基本工作原理 §1.1.2 直流电机的主要结构 §1.1.3 名牌数据及主要系列 1.1 直流电机的基本工作原理和结构 ? 在图1.1所示瞬间，应用右手定则， 导体ab在N极下，感应电动势的 极性为a点高，b点低；导体cd在 S极下，感应电动势的极性为c点 高，b点低,电刷A的极性为正， 电刷B的极性为负。 导体受力的方向用左手定则确定。这一对电磁力形成了作用于电枢一个力矩，这个力矩在旋转电机里称为电磁转矩，转矩的方向是逆时针方向，企图使电枢逆时针方向转动。如果此电磁转矩能够克服电枢上的阻转矩（例如由摩擦引起的阻转矩以及其它负载转矩），电枢就能按逆时针方向旋转起来。 §1.1.2 直流电机的主要结构 直流电机的工作原理仅仅揭示了如何利用基本电磁规律以 实现机电能量转换的道理，但是要将其付诸应用，直流电机必 须具有能满足电磁和机械两方面要求的合理的结构型式。直流 电机的结构型式是多种多样的。 基本结构包括旋转部分（转子）和静止部分（定子） 主磁极的作用是产生恒定、有一定空间分布形状的气隙磁通密度。由主磁极铁心和励磁绕组构成。主磁极铁心分为极身和极靴，极靴的作用是使气隙磁通密度的空间分布均匀并减小气隙磁阻，也对励磁绕组起支撑作用。铁心用1-1.5mm的低碳钢做成。 机座包括整体机座和叠片机座。整体机座是用导磁体做成，能起导磁和支撑作用。机座是主磁路的一部分，称为定子铁。叠片机座是用薄钢板冲片叠压成定子铁轭，再把钉子铁轭固定在一个专起支撑作用的机座里，这样定子铁轭和机座是分开的，机座只起支撑作用，叠片机座主要用于主磁通变化快，调速范围较高的场合。 换向极又称附加极，其主要作用是改善直流电机的换向。一般用整块钢板制成，在其上放置换向极绕组，换向极安装在相邻的两主磁极之间。 电刷装置是直流电机的重要组成部分。通过该装置把电机电枢中的电流与外部静止电路相连或把外部电源与电机电枢相连。电刷装置与换向片一起完成机械整流，把电枢中的交变电流变成电刷上的直流或把外部电路中的直流变换为电枢中的交流。 电机中的端盖主要起支撑作用。端盖固定于机座上，其上放置轴承支撑直流电机的转轴，使直流电机能旋转。 电枢铁心是主磁路的一部分，同时对放置在其上的电枢绕组起支撑作用。为减少磁滞损耗和涡流损耗，通常用0.5mm厚的低硅硅钢片或冷轧硅钢片冲压成型，为减小损耗而在硅钢片的两侧涂绝缘漆，为放置绕组而在硅钢片上冲出转子槽。冲制好的硅钢片叠装成电枢铁心。 电枢绕组是直流电机的重要组成部分。绕组由带绝缘的导体绕制而成，小型电机采用铜导线，大中型采用成型线圈。电机中每一个线圈称为一个元件，多个元件有规律连接起来形成电枢绕组。绕制好的绕组或成型绕组放置在电枢铁心上的槽内，放置在铁心槽内的直线部分在电机运行时产生感应电动势，称为元件的有效部分；在电枢槽两端把有效部分连接起来的部分称为端接部分，端接部分仅起连接作用，不产生感应电动势。 换向器又称为整流子，对于发电机，换向器的作用是把电枢绕组中的交变电动势转变为直流电动势向外部输出直流电压；对于电动机，它是把外界供给的直流电流转变为绕组中的交变电流以使电机旋转。 换向器采用导电性能好、硬度大、耐磨性能好的紫铜或铜合金制成。换向片的底部做成燕尾形状，换向片的燕尾部分嵌在含云母绝缘的V形钢环内，拼成圆筒套入刚套筒上，相邻的两换向片间为0.6-1.2mm的云母作为绝缘，最后用螺旋压圈压紧。 §1.1.3 名牌数据及主要系列 每台直流电机的机座外表面上都钉有一块所谓铭牌，上面标注着一些叫做额定值的铭牌数据，它是正确选择和合理使用电机的依据。 (1)额定功率 （2）额定电压 ?? （3）额定电流??? （4）额定转速????? （5）励磁方式和 额定励磁电流 有些物理量虽然不标在铭牌上，但它们也是额定值，例如在额定运行状态的转矩、效率分别称为额定转矩、额定效率等。 §1.2 直流电机的电枢绕组简介 §1.2.1 直流电枢绕组基本知识 §1.2.2 单迭绕组 §1.2.3 单波绕组简介 §1.2.2 单迭绕组 一、节距计算 单叠绕组的合成节距和换向节距相同，