电机学第二章直流电机(完美解析).ppt

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1、电机学ElectricMachinery（第2章直流电机）2.1概述直流电机工作原理直流电机额定值直流电机的主要结构部件2.1.1直流电机工作原理2.1.2直流电机的主要结构部件直流电机整体结构2.1.2直流电机的主要结构部件直流电机主磁极与换向极2.1.2直流电机的主要结构部件直流电机机座2.1.2直流电机的主要结构部件直流电机电枢冲片和电枢绕组2.1.2直流电机的主要结构部件直流电机换向器2.1.2直流电机的主要结构部件直流电机电刷装置2.1.3直流电机的额定值额定功率：PN，单位W或kW额定电压：UN，单位V额定电流：IN，单位A额定励磁电压：UfN，单位V额定励磁

2、电流：IfN，单位A额定转速：nN，单位r/min额定效率：N额定转矩：TN，单位N·m额定温升：，单位2.2直流电机电枢绕组基本特点单叠绕组单波绕组2.2.1电枢绕组基本特点电枢绕组设计的基本要求电动势大，波形好电流大，产生并承受的电磁力和电磁转矩大结构简单，连接可靠便于维修换向性能好电枢绕组类型叠绕组：单叠绕组和复叠绕组波绕组：单波绕组和复波绕组蛙绕组：叠绕组与波绕组的组合2.2.1电枢绕组基本特点基本概念绕组元件：两端分别与两片换向片连接的单匝或多匝线圈。元件边：放在槽中切割磁力线、感应电动势的有效边。上（下）元件边：放在某一槽上（下）层。端接：元件槽外的部分（

3、前端接、后端接）。2.2.1电枢绕组基本特点基本概念槽内每层元件边数：u槽数Z与虚槽数Zi：Zi=uZ元件数S、换向片数K与虚槽数Zi：S=K=Zi2.2.1电枢绕组基本特点基本概念第一节距y1：两个元件边在电枢表面的跨距，用虚槽数表示极距：每个主磁极在电枢表面占据的距离，或相邻两主极间的距离，用弧长或虚槽数表示。y1应接近一个极距，且为整数。整距：y1=短距：y1<长距：y1>2.2.1电枢绕组基本特点基本概念第二节距y2：与同一换向器相连的两个元件，第一个元件的下元件边到第二个元件的上元件边在电枢表面的跨距，也常用虚槽数表示。叠绕组，y2<0；波绕组，y2>

4、0;合成节距y：串联的两个元件对应边在电枢表面的跨距，用虚槽数表示。y=y1+y2换向器节距yK：与每个元件相连的两个换向器在换向器表面的跨距，用换向片数表示。y=yK17第一节距y1第二节距y2合成节距y换向节距yK单叠绕组元件右行左行单波绕组元件右行2.2.2单叠绕组4极电机，Z=Zi=S=K=16单叠右行整距绕组19单叠绕组是把一个主极下的元件串联成一条支路20并联支路数等于极数，并联支路对数a=2电刷放置2.2.3单波绕组4极电机Z=Zi=S=K=15单波左行短整距绕组22单波绕组：所有处于同极性下的元件串联起来构成一条支路23并联支路数等于2，并联支路对数a=1

5、电刷放置位置小结直流电机电枢绕组是无头无尾的闭合绕组。直流电机电枢绕组至少有2条并联支路。在直流电机中，通常用a表示并联支路对数；单叠绕组，a=p，即并联支路对数恒等于电机极对数；单波绕组，a=1，即并联支路对数恒等于1。电刷放置的一般原则：确保空载时通过正、负电刷引出的电动势最大；被电刷短路的元件中的电动势为零；端接对称的元件，电刷放置在主极轴线下的换向片上。2.3直流电机的磁场磁场是电机实现机电能量转换的媒介。主极磁场可由永久磁铁产生主极磁场也可由励磁绕组通入直流电流或由产生。2.3.1直流电机按励磁方式分类他励直流电机并励直流电机串励直流电机复励直流电机2.3.2直

6、流电机的空载磁场空载磁场（主磁场）：电枢电流Ia=0，仅由If建立的励磁磁场。2.3.2直流电机的空载磁场磁通：空载是电机中的磁场是对称分布的，分为两部分主磁通：经气隙、电枢、相邻主极下的气隙、主极铁芯、定子磁轭闭合。主磁通同时交链与励磁绕组和电枢绕组；在电枢绕组中产生感应电动势，实现机电能量交换；用0表示。漏磁通：经主极间的空气或定子磁轭闭合。不穿过气隙；不参与机电能量交换；用表示。总磁通：为主磁通与漏磁通之和，用m表示。2.3.2直流电机的空载磁场磁通间的关系k—主极漏磁系数，一般取值1.15~1.252.3.2直流电机的空载磁场磁动势F0—每对极励磁磁动势

7、Nf—每极主极上的励磁绕组匝数主磁路结构—五段式两个气隙两个齿两个主极一个定子轭一个转子轭2.3.2直流电机的空载磁场主磁场分布气隙磁密为平顶波32磁化曲线起始阶段为直线其延长线为气隙线铁磁饱和导致磁化曲线的弯曲2.3.3直流电机的电枢磁场电枢绕组中的电流产生的磁场。主磁极的中心线称为直轴，相邻N极和S极的分界线称为交轴。一般情况下，直流电机电枢磁场方向总是对准交轴，称为交轴电枢反应。34电刷位于几何中性线上35电刷偏离几何中性线直轴电枢磁动势交轴电枢磁动势2.3.4直流电机的电枢反应交轴电枢反应交轴电枢反应对气隙磁场