《電機技術(shù)應(yīng)用》課件 3.1.2 直流電機電樞繞組

直流電機電樞繞組直流電機電樞繞組常用術(shù)語元件兩端分別與換向片連接的單匝或多匝線圈，是構(gòu)成繞組的基本單元

當(dāng)電樞每槽上、下層只有一個元件邊時，電機的元件數(shù)S、換向片數(shù)K、槽數(shù)Q之間的關(guān)系為：S=K=Q電樞繞組常用術(shù)語第一節(jié)距y1每個元件的兩個元件邊在電樞表面的跨距。：整距繞組：短距繞組：長距繞組單波繞組單疊繞組電樞繞組常用術(shù)語第二節(jié)距y2每相串聯(lián)的兩個元件中，第一個元件的下層邊與第二個元件的上層邊在電樞表面上所跨的距離。單疊繞組單波繞組電樞繞組常用術(shù)語合成節(jié)距y相串聯(lián)的兩個元件對應(yīng)邊在電樞表面上所跨的距離。單疊繞組單波繞組電樞繞組常用術(shù)語換向節(jié)距

yk

每個元件所連的兩片換向片在換向器表面的跨距，用換向片數(shù)表示。單疊繞組單波繞組電樞繞組連接方式電樞繞組和換向片電樞繞組和換向片電樞繞組連接方式電樞繞組和換向片電樞繞組連接方式電樞繞組和換向片電樞繞組連接方式電樞繞組和換向片電樞繞組連接方式電樞繞組和換向片通過換向片，6個元件依次串聯(lián)構(gòu)成一個閉合回路電樞繞組連接方式電樞繞組連接方式電樞繞組、換向片與電刷連接

兩個電刷位于換向器內(nèi)圓對稱位置（實際放置在外圓上），電刷將閉合的6個線圈分成兩條對稱的并聯(lián)支路。結(jié)論：整個電樞繞組通過換向片連成一個閉合回路。電樞繞組連接方式單疊繞組元件連接次序表

近似的電機橫截面示意圖單疊繞組的特點：相鄰元件(線圈)相互疊壓,合成節(jié)距與換向節(jié)距均為1，

單疊繞組展開圖槽展開繞組放置安放磁極、電刷12345678910111213141615NSNS

+-+-+－單疊繞組并聯(lián)支路圖單疊繞組特點單疊繞組特點：

1）并聯(lián)支路對數(shù)等于磁極對數(shù)，即a=p。2）電刷數(shù)等于主磁極數(shù)，電刷間電動勢等于并聯(lián)支路電動勢。3）電樞電流等于各支路電流之和。單波繞組元件連接次序表

近似的電機橫截面示意圖單波繞組特點：單波繞組的合成節(jié)距與換向節(jié)距相等。單波繞組展開圖槽展開繞組放置安放磁極、電刷123456789101112131415

NSNS+-+-+－單波繞組特點3）當(dāng)元件的幾何形狀對稱時，電刷在換向器表面上的位置對準(zhǔn)主磁極中心線，支路電動勢最大；4）電樞電動勢等于支路感應(yīng)電動勢；5）電樞電流等于兩條支路電流之和。單波繞組特點：

1）支路對數(shù)為1，與磁極對數(shù)無關(guān)；2）電刷數(shù)等于磁極數(shù)；直流電機繞組總結(jié)1

所有的直流電機的電樞繞組是無頭無尾的閉合繞組。2

對于端接對稱的元件，電刷放置在主極軸線下的換向片上。電樞繞組的支路數(shù)(2a)永遠是成對出現(xiàn)，這是由于磁極數(shù)(2p)是一個偶數(shù)。234

所有的直流電機的電樞繞組都是無頭無尾的閉合繞組電刷放置的一般原則是確保空載時通過正、負(fù)電刷的電動勢最大。1、直流發(fā)電機中電樞繞組元件內(nèi)的電勢和電流是交流的還是直流的?若是交流的，為什么計算穩(wěn)態(tài)電勢E=U+IaRa時不考慮元件本身電感呢?答：直流發(fā)電機中電樞繞組元件內(nèi)的電勢和電流均為交流的,只是通過換向器和電刷的共同作用才轉(zhuǎn)換為直流的。但是在計算穩(wěn)態(tài)電勢E=U+IaRa時又不考慮元件本身的電感作用,這是因為我們考慮是穩(wěn)態(tài)的情況,是取平均值.而非瞬時值。2、為什么疊繞組常采用右行繞組，而波繞組常用左行繞組？答：因為疊繞組的左行繞組每一元件接到換向片的兩根端接線互相交叉，用銅較多，所以很少采用。而波繞組的右行繞組，其端接線交叉，且比左行繞組的端接線略長，故波繞組常用左行繞組。思考與練習(xí)3、一臺四極直流電機，采用單疊繞組，問:（1）若取下一只電刷，或取下相鄰的兩只電刷，電機是否可以工作？（2）若只用相對兩只電刷，是否可以工作?（3）

若電樞繞組中一個元件斷線，是否可以工作?（4）若有一極失去勵磁將產(chǎn)生什么后果?答：從四極單疊繞組電機的繞組并聯(lián)電路圖可以看出:（1）若取下一只電刷，或取下相鄰的兩只電刷時，在電動機運行時，其轉(zhuǎn)矩和功率均減小一半，在發(fā)電機運行時，其電流和功率也均減小一半。雖然電機仍能運行，但其工作情況是不正常的。（2）若只用相對兩只電刷，則無論對發(fā)電機或電動機都不能工作。（3）若一個元件斷線,則該元件所在支路失去作用，電刷端電壓不變，但電流為原來的四分之三，電機功率為原來的四分之三。（4）當(dāng)一極失去勵磁時，該磁極下的一條支路無電勢(發(fā)電機)或不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩(電動機)，使功率減小。對于多極電機，還可能產(chǎn)生不平衡情況。思考與練習(xí)4、某六極直流電機電樞為單迭繞組，每極磁通F＝2.1×10-2Wb,電樞總導(dǎo)體數(shù)N＝398，轉(zhuǎn)速n＝1500r/min，求電樞電動勢Ea；若其它條件不變，繞組改變?yōu)閱尾?，求電樞電動勢Ea＝230V時的轉(zhuǎn)速。答：單迭繞組并聯(lián)支路對數(shù)a＝p＝3單波繞組并聯(lián)支路對數(shù)a＝1，p＝3思考與練習(xí)

思考與練習(xí)5、某四極直流電機，電樞槽數(shù)Z＝36，單疊繞組，每槽導(dǎo)體數(shù)為6，每極磁通2.2×10-2Wb，電樞電流Ia＝800A，問此時電磁轉(zhuǎn)矩為多少？如改為單波繞組，保持支路電流不變，其電磁轉(zhuǎn)矩為多少？解：極對數(shù)p＝2；單疊繞組時支路對數(shù)a＝2，電樞繞組總導(dǎo)體數(shù)N＝36×6＝216單波繞組a＝1，支路電流：電樞電流：電磁轉(zhuǎn)矩：思考與練習(xí)

思考與練習(xí)6、某四極他勵直流電機電樞繞組為單波，電樞總導(dǎo)體數(shù)N＝372，電樞回路的總電阻R＝0.208,運行于U＝220V的直流電網(wǎng)并測得n＝1500r/min，每極磁通＝0.01Wb，鐵耗pFe＝362W，機械損耗p

＝204W，附加損耗忽略不計，試問（