东北电力大学电机学ppt讲义第24章ppt课件.ppt

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1、第24章直流电机的绕组和转矩直流电机的枢绕组直流电机的空载磁场直流电机负载时的电枢反应直流电机的电枢电势和电磁转矩电枢绕组由许多形状完全相同的元件（也称为线圈）按一定规律排列和连接而成。每个元件有两个出线端，一个称为首端，另一个称为末端。同一个元件的首端和末端分别接到两个不同的换向片上。同一个换向片上，连有一个元件的首端和另一个元件的末端。因此，电枢绕组的元件数等于换向片数，即，其中为换向片数，为元件数。每个元件有两个元件边，一个元件边放在某一个槽的上层，称为上层边，另一个元件边放在另一个槽的下层，称为下层边，所以直流电机的绕组一般都是双层绕组。24-

2、1直流电机的电枢绕组电枢绕组的基本概念在直流电机中，常在每个槽的上、下层各放置若干个元件边。为了确切地说明每个元件边所处的具体位置，引入了“虚槽”的概念。设槽内每层有个元件边，则每个实际槽包含个“虚槽”，每个虚槽的上、下层各有一个元件边。若用代表槽数，代表虚槽数，则直流电机的电枢绕组有叠绕组、波绕组和混合绕组三种。叠绕组又分为单叠绕组和复叠绕组，波绕组也有单波绕组和复波绕组之分，其中单叠绕组和单波绕组是电枢绕组的基本形式。电枢绕组的节距第一节距一个元件的两个元件边在电枢表面所跨的距离（即跨距）称为第一节距，如图24-1所示。用所跨虚槽数表示。选择时尽量

3、让元件中感应电动势最大，即应等于或接近于一个极距。极距定义为由于不一定能被极数整除，而又必须为整数，可使式中为小于1的分数。称为整距绕组，称为长距绕组,称为短距绕组。因短距绕组有利于换向，对于叠绕组还可节约端部用铜，故常被采用。第二节距第二节距是连至同一个换向片的两个元件边之间的距离，如图24-1所示。用所跨虚槽数表示。合成节距紧接着串联的两个元件的对应边之间在电枢表面所跨的距离，称为合成节距，用虚槽数表示。不同类型绕组的差别主要表现在合成节距上。由24-1图知：对于叠绕组，有对于波绕组，有换向器节距同一元件首、末端所连两个换向片之间所跨的距离称为换向

4、器节距，用换向片数表示。换向器节距等于合成节距。图24-1绕组的节距单叠绕组单叠绕组的连接规律是：所有相邻元件依次串联，后一个元件的首端与前一个元件的末端连在一起并接到同一个换向片上，最后一个元件的末端与第一个元件的首端连在一起，构成一个闭合回路。单叠绕组的合成节距等于一个虚槽，换向器节距等于一个换向片，即式中，“+1”或“-1”表示每串联一个元件就“向右”或“向左”移动一个虚槽或一个换向片，分别称为右行绕组和左行绕组。左行绕组中，元件接到换向片的连接线互相交错，用铜较多，故很少采用。通常采用右行绕组。下面以，，为例，说明单叠绕组的连接规律和特点。绕组

5、展开图绕组元件连接顺序图绕组电路图单叠绕组的特点计算各节距第一节距为合成节距和换向器节距为第二节距为绘制绕组展开图所谓绕组展开图就是假想将电枢及换向器沿某一齿的中间切开，并展开成平面的连接图。作图步骤如下：绕组展开图第一步，先画16根等长等距的实线，代表各槽上层元件边；再画16根等长等距的虚线，代表各槽下层元件边，虚线与实线靠近。画16个小方块代表换向片，并编号。为了绘图方便，使换向片宽度等于槽与槽之间的距离。为了便于连接，将元件、槽和换向片按顺序编号，编号时令元件号、元件上层边所在槽的编号以及元件上层边相连接的换向片号相同，即1号元件的上层边放在1号

6、槽内并与1号换向片相连接。第二步，放置主磁极。让每个磁极的宽度大约等于，4个磁极均匀放置在电枢槽之上，并标上N、S极性。假定N极的磁力线进入纸面，S极的磁力线从纸面穿出。第三步，将1号元件的上层边放在1号槽（实线）并与1号换向片相联，其下层边放在第5号槽（）的下层（虚线）；因，所以1号元件的末端应连接在2号换向片上（）。然后将2号元件的上层边放入2号槽的上层（），下层边放在6号槽的下层（），2号元件的上层边连在2号换向片上，下层边连在3号换向片上。按此规律连接，一直把16个元件都连起来为止，并构成一条闭合回路。第四步，放置电刷。假设电刷的宽度等于换向片

7、的宽度，将四组电刷、、、均匀地布置在换向器表面。放置电刷的原则是，要求正、负电刷之间得到最大的感应电动势，同时被电刷所短路的元件中感应电动势最小，这两个要求实际上是一致的。由于每个元件的几何形状对称，如果把电刷的中心线对准主极的中心线，就能满足上述要求。在24-2图中，被电刷所短路的元件正好是1、5、9、13，这几个元件中的电动势恰为零。实际运行时，电刷静止不动、电枢旋转，但被电刷所短路的元件总是处于两个主磁极之间的地方，其感应电动势为零。绕组展开图图3.11 单叠绕组展开图图24-2单叠绕组展开图绕组元件连接顺序图绕组元件连接顺序图用来表示电枢上所有

8、元件边的串联次序。根据图24-2可以画出绕组元件连接顺序图，如图24-3所示。每根实线所连接的