第二章 直流电机的基本结构和运行分析

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1、直流电机的基本结构和运行分析第二章第一节直流电机的工作原理重点：直流电机的工作原理难点：直流发电机和直流电动机的工作原理电机的作用电机是进行能量转换的电磁机械设备。一、电源二、动力三、信号传递机械信号电信号控制信号机械信号机械能电能机械能电能电机的分类电机变压器直流电机直流发电机直流电动机交流电机控制电机同步电机同步发电机同步电动机异步电机异步发电机异步电动机脉流电机直流发电机的工作原理直流发电机的工作原理动画直流电动机的工作原理直流电动机的工作原理动画直流电机的可逆原理直流发电机和直流电动机的结构是完全相同的，每一台电机既可作为发电机运行，也可作为电动机运行电机的实际运行方式由外施

2、条件决定，如在电机轴上外施机械功率使电枢转动，通过电机可以把机械功率转换为电功率，作为发电机运行；如果在电枢线圈中外施电功率，产生线圈电流，通过电机可以把电功率转换为机械功率，作为电动机运行。第二节直流电机的基本结构静止部分（称为定子）产生磁场和构成磁路,电机机械支撑旋转部分（称为转子）感应电势和产生电磁转矩，实现能量的转换定子和转子之间间隙（称为空气隙）气隙既保证了电机的安全运行，又是磁路的重要组成部分电机结构图定子的结构机座主磁极换向极电刷装置转子的结构转轴电枢铁心电枢绕组换向器制造电机所用主要材料导电材料用于绕组、换向器和电刷绝缘材料电流很难通过的材料称为绝缘材料，又叫电介质。

3、将带电部分与铁心、机座等接地部件以及电位不同的带电部分在电气上分离，使电流按一定方向流动导磁材料制造电机和变压器中磁系统的各个部件，如铁心、机座等直流电机的额定值根据国家标准和要求设计和试验所得的一组反映电机性能的主要数据，称为电机的额定值额定条件下电机所能提供的功率指电刷间输出的额定电功率发电机指轴上输出的机械功率电动机发电机：是指输出额定电压；电动机：是指输入额定电压。在额定工况下，电机出线端的平均电压在额定电压下，运行于额定功率时对应的电流在额定电压、额定电流下，运行于额定功率时对应的转速直流电机的额定值此外，电机铭牌上还标有其它数据，如励磁电压、出厂日期、出厂编号等。电机运行

4、时，所有物理量与额定值相同——电机运行于额定状态。电机的运行电流小于额定电流——欠载运行；运行电流大于额定电流——过载运行。长期欠载运行将造成电机浪费，而长期过载运行会缩短电机的使用寿命。电机最好运行于额定状态或额定状态附近，此时电机的运行效率、工作性能等比较好。对应于额定电压、额定电流、额定转速及额定功率时的励磁电流指直流电机的励磁线圈与电枢线圈的连接方式励磁方式第三节直流电机的电枢绕组电枢绕组是电能和机械能相互转换的枢纽研究直流电机电枢绕组，主要是找出电枢绕组的线圈之间及线圈与换向器之间的连接规律。不同类型的电枢绕组，具有不同的连接规律。直流电机的电枢绕组分为单叠绕组、复叠绕组、

5、单波绕组、复波绕组等几种类型。有关电枢绕组的术语绕组：在电机内具有规定功能的一组线圈。电枢绕组：安放在电机电枢上的绕组，与外部电力系统联接，用以吸收或送出有功功率。线圈单元：电枢绕组的基本单元，由一匝或相互绝缘的多匝组成，两出线端分别接至换向片上。线圈：具有一个或多个线圈单元的组件，通常具有公共绝缘。线圈边：线圈中沿电枢铁心轴向的两个直线部分，每只线圈有两线圈边。线圈端部：连接两个线圈边的连接部分。分布绕组：电枢线圈在电枢圆周上的槽内分布放置，称为分布绕组。与集中绕组的区别在于集中绕组每一线圈的轴线都互相重叠，分布绕组中每一线圈的轴线彼此移过一段距离。实槽和虚槽直流电机的电枢绕组放置

6、在电枢铁心上的槽内每个槽内的上下层各放置若干个线圈单元边.为了确切的说明这些单元边的具体位置，引人虚槽的概念实际槽数Z与虚槽数Zu的关系为：线圈单元数S和换向片数K每个线圈单元有两个出线端，每个换向片又与两个不同线圈单元的两个出线端相连接，因而线圈单元数等于换向片数，即当一个线圈中有u个线圈单元时，每槽上下层各放u个线圈单元边，此时，线圈单元数和虚槽数相等，即绕组的型式和节距单叠绕组的连接规律：相邻两线圈在电枢表面仅相差1个槽，单个线圈单元的始端和末端之间相隔一个换向片。绕组的型式和节距单波绕组连接规律相邻两线圈相隔约为二个极距，第二线圈单元与第一线圈单元处在相同极性的两个磁极下，单

7、个线圈单元的始端与末端相隔约为两个极距，如电机有P对磁极，则连接P个单元后才回到出发单元的邻近，并相隔一个槽，以便第二周继续绕下去，直到所有的线圈单元均串联起来为止绕组的型式和节距各种绕组的连接规律用节距来确定绕组节距极距线圈节距换向器节距后节距合成节距相邻两磁极上相应点之间的圆周距离同元件的两个边所在槽相隔的齿距数相串联的两个线圈单元的对应边在电枢表面上的距离同元件的始端与末端之间的换向片数单叠绕组单叠绕组的每一线圈单元的始末端分别与相邻的两换向片相接，