第1章直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理

1、1.1直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理1.2直流電機(jī)的電樞繞組直流電機(jī)的電樞繞組1.3直流電機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)及主要系列直流電機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)及主要系列第一章第一章 直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理1.1直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理直流電機(jī)直流電機(jī)直流電動(dòng)機(jī)：直流電動(dòng)機(jī)：直流發(fā)電機(jī)：直流發(fā)電機(jī)： 將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。主磁極主磁極換向極換向極電刷裝置電刷裝置機(jī)座機(jī)座端蓋端蓋定子定子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子電樞鐵芯電樞鐵芯電樞繞組電樞繞組換向器換向器轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸軸承軸承1.1直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)與工

2、作原理1.1.1直流電機(jī)的主要結(jié)構(gòu)直流電機(jī)的主要結(jié)構(gòu)電樞電樞鐵芯鐵芯勵(lì)磁繞組勵(lì)磁繞組圖1-1 直流電機(jī)結(jié)構(gòu)圖 圖圖1-2 1-2 直流電機(jī)的正剖面圖直流電機(jī)的正剖面圖1 1極靴極靴 2 2電樞齒電樞齒 3 3電樞槽電樞槽 4 4主磁極主磁極 5 5勵(lì)磁繞組勵(lì)磁繞組 6 6機(jī)座（磁軛）機(jī)座（磁軛） 7 7換向極換向極 8 8換向極繞組換向極繞組 9 9電樞繞電樞繞組組 1010電樞鐵芯電樞鐵芯 1111底腳底腳.1 .1 直流電機(jī)基本結(jié)構(gòu)直流電機(jī)基本結(jié)構(gòu)直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)由定子定子和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子兩大部分組成。 直流電機(jī)運(yùn)行時(shí)靜止不動(dòng)的部分稱為定子定子，其主要作用主要作用是產(chǎn)生磁場(chǎng)，由機(jī)座、主磁極、換向極

3、、端蓋、軸承和電刷裝置等組成。 運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)的部分稱為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子，其主要作用主要作用是產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩或感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，是直流電機(jī)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的樞紐，所以通常又稱為電樞電樞，由轉(zhuǎn)軸、電樞鐵心、電樞繞組電樞鐵心、電樞繞組、換向器和風(fēng)扇等組成。 1定子部分定子部分1)主磁極主磁極 主磁極的作用作用是產(chǎn)生氣隙磁場(chǎng)。主磁極由主磁極鐵心和勵(lì)磁繞組兩部分組成，如圖1-3所示。鐵心用0.51.5mm厚的鋼板鋼板沖片疊壓鉚緊而成，上面套勵(lì)磁繞組的部分稱為極身極身，下面擴(kuò)寬的部分稱為極靴極靴，極靴寬于極身，既可使氣隙中磁場(chǎng)分布比較理想，又便于固定勵(lì)磁繞組。勵(lì)磁繞組用絕緣銅線繞制而成，套在極身上，再將整個(gè)主磁極用螺釘固定在機(jī)

4、座上。 圖1-3 主磁極 極靴極靴極身極身2) 2) 換向極換向極（commutating pole）兩相鄰主磁極之間的小磁極叫換向極換向極，也叫附加極附加極或間極間極。 換向極的作用作用是改善電機(jī)換向，減小電機(jī)運(yùn)行時(shí)電刷與換向器改善電機(jī)換向，減小電機(jī)運(yùn)行時(shí)電刷與換向器之間可能產(chǎn)生的火花之間可能產(chǎn)生的火花。換向極由換向極鐵心和換向極繞組構(gòu)成， 如圖1-4所示。 換向極鐵心一般用整塊鋼整塊鋼制成。對(duì)換向性能要求較高的直流電機(jī)，換向極鐵心可用11.5 mm厚的鋼板沖制疊壓而成。 換向極繞組用絕緣導(dǎo)線繞制而成，套在換向極鐵心上。整個(gè)換向極用螺釘固定于機(jī)座上。換向極的數(shù)目一般與主磁極相換向極的數(shù)目一般

5、與主磁極相等。等。 圖圖1-4 1-4 換向極結(jié)構(gòu)換向極結(jié)構(gòu) 3)機(jī)座機(jī)座 電機(jī)定子部分的外殼稱為機(jī)座。機(jī)座一方面用來固定主磁極、換向極和端蓋，并起到整個(gè)電機(jī)的支撐和固定作用；另一方面也是磁路的一部分，借以構(gòu)成磁極之間的通路，磁通通過的部分稱為磁軛磁軛。為保證機(jī)座具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和良好的導(dǎo)磁性能，一般為鑄鋼件鑄鋼件或由鋼板鋼板焊接而成。 4)電刷裝置電刷裝置 電刷裝置用以引入或引出直流電壓或直流電引入或引出直流電壓或直流電流。流。電刷裝置由電刷、刷握桿和刷桿座電刷、刷握桿和刷桿座等組成。電刷放在刷握內(nèi)，用彈簧壓緊，使電刷與換向器之間有良好的滑動(dòng)接觸，如圖1-所示，刷握固定在刷桿上，刷桿裝在圓

6、環(huán)形的刷桿座上，相互之間必須絕緣。刷桿座裝在端蓋或軸承內(nèi)蓋上，圓周位置可以調(diào)整，調(diào)好以后加以固定。 圖圖1-5 1-5 電刷盒裝配電刷盒裝配1 1刷盒刷盒 2 2電刷電刷 3 3銅絲辮銅絲辮 4 4壓緊彈簧壓緊彈簧 2轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子(電樞電樞)部分部分 1)電樞鐵心電樞鐵心 是主磁通磁路磁路的主要部分，同時(shí)用以嵌放嵌放電樞繞組。為了降低電機(jī)運(yùn)行時(shí)的電樞鐵心中產(chǎn)生的渦流損耗和磁滯損耗，電樞鐵心用0.5mm厚的硅鋼片硅鋼片沖制的沖片疊壓而成，沖片形狀如圖1-6所示。疊成的鐵心固定在轉(zhuǎn)軸或轉(zhuǎn)子支架上。鐵心的外圓開有電樞槽，槽內(nèi)嵌放電樞繞組。 圖1-6 電樞鐵心沖片 (a) 矩形槽； (b) 梨形槽 2)

7、電樞繞組電樞繞組電樞繞組的作用作用是產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩或感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩或感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，是直流電機(jī)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵部件。它由許多線圈按一定規(guī)律連接而成，線圈用高強(qiáng)度漆包線或玻璃絲包扁銅線繞成。 不同線圈邊分上、下兩層上、下兩層嵌放在電樞槽中，線圈與鐵心之間以及上、 下兩層線圈邊之間都必須妥善絕緣。為防止離心力將線圈邊甩出槽外，槽口用槽楔(xie)固定，如圖1-7所示。線圈邊的端接部分用熱固性無緯玻璃帶無緯玻璃帶進(jìn)行綁扎。 圖1-7 電樞繞組在槽中的絕緣情況 3) 換向器換向器在直流電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)中，換向器配以電刷能將外加直流電源轉(zhuǎn)換為電樞線圈中的交變電流，使電磁轉(zhuǎn)矩的方向電磁轉(zhuǎn)矩的方向恒定不

8、變；在直直流發(fā)電機(jī)流發(fā)電機(jī)中，換向器配以電刷能將電樞線圈中感應(yīng)產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)轉(zhuǎn)換為正、負(fù)電刷上引出的直流電動(dòng)勢(shì)直流電動(dòng)勢(shì)。 換向器是由許多換向片組成的圓柱體圓柱體， 換向片之間用云母片絕緣。換向片的緊固通常如圖1-8所示，換向片的下部做成鴿尾形鴿尾形，兩端用鋼制形套筒和形云母環(huán)固定， 再加螺母鎖緊。圖1-9為直流電機(jī)換向器的側(cè)剖面圖。圖圖1-8 換向器換向器 圖圖1-9 1-9 直流電機(jī)換向器直流電機(jī)換向器 的側(cè)剖面圖的側(cè)剖面圖4) 轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸起支撐轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的作用， 需有一定的機(jī)械強(qiáng)度和剛度， 一般用圓鋼圓鋼加工而成。 1.1.2 直流電機(jī)的基本原理直流電機(jī)的基本原理1、直流發(fā)電機(jī)工作原理

9、、直流發(fā)電機(jī)工作原理 右圖為直流發(fā)電機(jī)的物理模型，N、S為定子磁極，abcd是固定在可旋轉(zhuǎn)導(dǎo)磁圓柱體上的線圈，線圈連同導(dǎo)磁圓柱體稱為電機(jī)的轉(zhuǎn)子或轉(zhuǎn)子或電樞。電樞。 線圈的首末端a、d連接到兩個(gè)相互絕緣并可隨線圈一同旋轉(zhuǎn)的換向片上。轉(zhuǎn)子線圈與外電路的連接是通過放置在換向片上固定不動(dòng)的電刷進(jìn)行的。 當(dāng)原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子逆時(shí)針旋轉(zhuǎn) 后 ，如右圖。0180 可見，和電刷A接觸的導(dǎo)體總是位于N極下，和電刷B接觸的導(dǎo)體總是位于S極下。 導(dǎo)體ab在S極下，a點(diǎn)低電位，b點(diǎn)高電位；導(dǎo)體cd在N極下，c點(diǎn)低電位，d點(diǎn)高電位；電刷電刷A極性極性仍為正，電刷仍為正，電刷B極性仍為負(fù)。極性仍為負(fù)。 可見，和電刷A接觸

10、的導(dǎo)體總是位于N極下，和電刷B接觸的導(dǎo)體總是位于S極下，因此電刷電刷A的極性總是的極性總是正的，電刷正的，電刷B的極性總是負(fù)的的極性總是負(fù)的，在電刷A、B兩端可獲得直流電動(dòng)勢(shì)。 實(shí)際直流發(fā)電機(jī)的電樞是根據(jù)實(shí)際需要有多個(gè)線圈。線圈分布在電樞鐵芯表面的不同位置，按照一定的規(guī)律連接起來，構(gòu)成電機(jī)的電樞繞組。磁極也是根據(jù)需要N、S極交替旋轉(zhuǎn)多對(duì)。 直流發(fā)電機(jī)工作原理直流發(fā)電機(jī)工作原理: 直流發(fā)電機(jī)在原動(dòng)機(jī)的拖動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，電樞上的導(dǎo)體切割磁力線產(chǎn)生交變電動(dòng)勢(shì)，再通過換向器的換向作用換向器的換向作用，在電刷間獲得直流電壓輸出，從而實(shí)現(xiàn)了機(jī)械能轉(zhuǎn)換成直流電能的目的。2、直流電動(dòng)機(jī)工作原理、直流電動(dòng)機(jī)工作原理

11、把電刷A、B接到直流電源上，電刷A接正極，電刷B接負(fù)極。此時(shí)電樞線圈中將電流流過，如右圖。 直流電動(dòng)機(jī)是將電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能的旋轉(zhuǎn)機(jī)械。 在磁場(chǎng)作用下，N極性下導(dǎo)體ab受力方向從右向左，S 極下導(dǎo)體cd受力方向從左向右。該電磁力形成逆時(shí)針逆時(shí)針方向的電磁轉(zhuǎn)矩。當(dāng)電磁轉(zhuǎn)矩大于阻轉(zhuǎn)矩時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)子逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。 原N極性下導(dǎo)體ab轉(zhuǎn)到S極下，受力方向從左向右，原S 極下導(dǎo)體cd轉(zhuǎn)到N極下，受力方向從右向左。該電磁力形成逆時(shí)針方向的電磁轉(zhuǎn)矩。線圈在該電磁力形成的電磁轉(zhuǎn)矩作用下繼續(xù)逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。 當(dāng)電樞旋轉(zhuǎn)到右圖所示位置時(shí) 同直流發(fā)電機(jī)相同，實(shí)際的直流電動(dòng)機(jī)的電樞并非單一線圈，磁極也并非一對(duì)。 直流電

12、動(dòng)機(jī)的工作原理直流電動(dòng)機(jī)的工作原理: 直流電動(dòng)機(jī)在外加電壓的作用下，在導(dǎo)體中形成電流，載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中將受電磁力的作用，由于換向器的換向作用換向器的換向作用，導(dǎo)體進(jìn)入異性磁極時(shí)，導(dǎo)體中的電流方向也相應(yīng)改變，從而保證了電磁轉(zhuǎn)矩的方向不變，使直流電動(dòng)機(jī)能連續(xù)旋轉(zhuǎn)，把直流電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能輸出。從以上分析可見：一臺(tái)直流電機(jī)原則上既可以作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，也可以作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行，取決于外界不同的條件。如果在電刷端外加直流電壓，則電機(jī)把電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行電動(dòng)機(jī)運(yùn)行；如用原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)直流電機(jī)的電樞旋轉(zhuǎn)，電機(jī)能將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為直流電能，作發(fā)電機(jī)運(yùn)行發(fā)電機(jī)運(yùn)行。這種同一臺(tái)電機(jī)既能作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，又能作發(fā)電機(jī)運(yùn)行

13、的原理，在電機(jī)理論中稱為可逆原理可逆原理。本節(jié)作業(yè)：P11 1-1.1-2.1-3. 電樞繞組是直流電機(jī)的核心部分核心部分。無論是發(fā)電機(jī)還是電動(dòng)機(jī)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩都在電樞繞組中產(chǎn)生，電樞繞組是實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的樞紐，電樞繞組的名稱由此而來，并為此把直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子稱為電樞電樞。 1.2直流電機(jī)的電樞繞組直流電機(jī)的電樞繞組 1.2.1基本知識(shí)基本知識(shí) 1.繞組元件繞組元件 構(gòu)成繞組的線圈稱為繞組元件繞組元件，是用絕緣銅線繞制的。元件的開始端頭稱首端首端，終了端頭稱末端末端。嵌放在電樞鐵芯槽中的直線部分稱有效邊有效邊，連接兩個(gè)有效邊的部分稱為端接部分端接部分，如圖1-10所示。一個(gè)元件可以是單

14、匝或多匝。 圖1-10 直流電樞繞組元件 (a)疊繞組元件；(b)波繞組元件 每個(gè)元件有兩個(gè)出線端，稱首端和末端，與換向片相連的一端為前端接，另一端叫后端接。為便于嵌線，每個(gè)元件的一個(gè)元件邊嵌放在某一槽的上層，稱為上元件邊上元件邊，畫圖時(shí)以實(shí)線表示；另一個(gè)元件邊則嵌放在另一槽的下層，稱為下元件邊下元件邊，畫圖時(shí)以虛線虛線表示，圖1-11所示。 每一個(gè)元件有兩個(gè)元件邊，每片換向片又總是接一個(gè)元件的上層邊和另一元件的下層邊，所以元件數(shù)元件數(shù)S總等于換向片數(shù)換向片數(shù)K，即 KS (1.3.1) 2.線圈數(shù)、槽數(shù)、換向片數(shù)的關(guān)系：線圈數(shù)、槽數(shù)、換向片數(shù)的關(guān)系：圖1-11 電樞繞組在槽內(nèi)的放置每個(gè)元件有

15、兩個(gè)元件邊，而每個(gè)電樞槽分上下兩層嵌放兩個(gè)元件邊，所以元件數(shù)元件數(shù)S又等于槽數(shù)槽數(shù)Z ，即 ZKS(1-2) 對(duì)于小容量電機(jī)，電樞直徑小，電樞鐵心外圓不宜開太多槽時(shí)，往往在一個(gè)槽的上層和下層各放兩個(gè)元件邊，即把一個(gè)實(shí)槽當(dāng)成u個(gè)虛槽使用。虛槽數(shù)虛槽數(shù)與實(shí)槽數(shù)Z之間的關(guān)系為 KSuZZu(1-3) 為分析方便起見，本書中均設(shè) ul 。 3.疊繞組和波繞組疊繞組和波繞組 疊繞組疊繞組是指相串聯(lián)的后一個(gè)元件端接部分緊疊在前一個(gè)元件端接部分的上面，整個(gè)繞組成褶疊式前進(jìn)；波繞組波繞組是指相串聯(lián)的兩個(gè)元件像波浪式的前進(jìn)如圖所示 。圖圖1-12 1-12 電樞繞組和節(jié)距電樞繞組和節(jié)距1 13 32 2y1y2

16、yyk單疊繞組單疊繞組1 13 32 2y1y2yyk7 7單波繞組單波繞組1.2.2 電樞繞組的節(jié)距電樞繞組的節(jié)距1極距極距 極距就是一個(gè)磁極在電樞表面的空間距離 。2Zp2 第一節(jié)距第一節(jié)距y1 第一節(jié)距是指一個(gè)線圈兩有效邊之間在電是指一個(gè)線圈兩有效邊之間在電樞表面上的跨距樞表面上的跨距，以槽數(shù)槽數(shù)表示，如圖1-12所示。由于線圈邊要放入槽內(nèi)，所以應(yīng)是整數(shù)。而為了讓組能感應(yīng)出最大的電動(dòng)勢(shì)，應(yīng)使接近或等于極距。為了節(jié)省銅線及其工藝的方便，一般采用短距短距或整距整距繞組。pZy213第二節(jié)距第二節(jié)距y2 它是指相串聯(lián)的兩個(gè)相鄰線圈中，第一個(gè)線圈的下層邊下層邊與相鄰的第二個(gè)線圈的上層邊上層邊之間

17、的距離，用槽數(shù)槽數(shù)表示。4換向片節(jié)距換向片節(jié)距yk 線圈的兩端所連接的換向片之間距離，用該線圈跨過的換向片數(shù)來表示。5合成節(jié)距合成節(jié)距y 它是指相串聯(lián)的兩個(gè)相鄰線圈對(duì)應(yīng)的有效邊對(duì)應(yīng)的有效邊之間的距離，用槽數(shù)槽數(shù)表示。12yyy12yyy1kyy單波繞組單疊繞組1ukZyyp 單疊繞組是指元件的首端和末端分別接到相鄰單疊繞組是指元件的首端和末端分別接到相鄰的兩片換向片上，下一個(gè)元件疊在前一個(gè)元件之上。的兩片換向片上，下一個(gè)元件疊在前一個(gè)元件之上。繪制展開圖的步驟是：繪制展開圖的步驟是：第一步：計(jì)算繞組的各節(jié)距。包括第一步：計(jì)算繞組的各節(jié)距。包括 、y、y1。第二步：畫槽、畫元件，按順序編號(hào)。第二

18、步：畫槽、畫元件，按順序編號(hào)。每槽用兩條短 線表示，實(shí)線表示上層，虛線表示下層。 注意：注意：實(shí)線上的標(biāo)號(hào)既表示槽號(hào)又表示元件 號(hào)，同時(shí)還表示該元件的上層邊所在的位置。1.2.3單疊繞組單疊繞組第三步：畫換向片，按順序編號(hào)。第三步：畫換向片，按順序編號(hào)。 用小方塊代表各換向片，換向片與電樞同周 長，換向片的編號(hào)編號(hào)也是按順序從左向右并以 第一元件上層邊所連接的換向片作為第一換 向片號(hào)。第四步：排列、連接繞組。第四步：排列、連接繞組。 根據(jù)各節(jié)距按規(guī)律排列連接。 第五步：放置主磁極。第五步：放置主磁極。 主磁極應(yīng)N、S極交替地、均勻地 放置在各槽之上，每個(gè)磁極的寬 度約為0.7倍倍的極距。 第六

19、步：安放電刷。第六步：安放電刷。 在展開圖中，直流電機(jī)的電刷置 于磁極中心線磁極中心線下，電刷大小大小與換 向片相同，電刷數(shù)與主磁極數(shù)相電刷數(shù)與主磁極數(shù)相 同。同。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，直流電 機(jī)電刷的位置是通過實(shí)驗(yàn)方法確 定的。例例 已知一臺(tái)直流電機(jī)，已知一臺(tái)直流電機(jī)，2p=2，S=K=Z=8，畫出單，畫出單疊繞組展開圖。疊繞組展開圖。解：計(jì)算繞組的各節(jié)距：解：計(jì)算繞組的各節(jié)距：(1)極距：極距： (2)第一節(jié)距第一節(jié)距 ： (3)合成節(jié)距合成節(jié)距 ： y=yk=1 按照上述步驟繪制單疊繞組的展開圖，如下圖所示。按照上述步驟繪制單疊繞組的展開圖，如下圖所示。4282pZ42821pZy單疊繞組的

20、并聯(lián)支路圖單疊繞組的并聯(lián)支路圖 畫出元件的連接及有關(guān)的換向片和電刷，畫出元件的連接及有關(guān)的換向片和電刷，就成了繞組的并聯(lián)支路圖。并聯(lián)支路圖，就是就成了繞組的并聯(lián)支路圖。并聯(lián)支路圖，就是繞組的電路簡(jiǎn)圖繞組的電路簡(jiǎn)圖 單疊繞組的特點(diǎn)單疊繞組的特點(diǎn)（1）合成節(jié)距y 和換向片節(jié)距y yk k ：y=yk=1；（2）并聯(lián)支路數(shù)： 2a=2p；（3）同一個(gè)主磁極下的元件串聯(lián)在一起組成一個(gè)支路，）同一個(gè)主磁極下的元件串聯(lián)在一起組成一個(gè)支路，有幾個(gè)主磁極就有幾條支路有幾個(gè)主磁極就有幾條支路；（4）電刷數(shù)等于主磁極數(shù)電刷數(shù)等于主磁極數(shù)，電刷位置應(yīng)使支路感應(yīng)電，電刷位置應(yīng)使支路感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，電刷間電動(dòng)勢(shì)等于并聯(lián)

21、支路電動(dòng)勢(shì)；動(dòng)勢(shì)最大，電刷間電動(dòng)勢(shì)等于并聯(lián)支路電動(dòng)勢(shì)；（5）電樞電流電樞電流等于各并聯(lián)支路電流之和。等于各并聯(lián)支路電流之和。 例1-1 計(jì)算單疊繞組 ， 的節(jié)距 ， ， ，求出并聯(lián)支路數(shù)。 24P 18SK1y2yky解：采用短距繞組，則2411824244UZyP1kyy213yyy224ap并聯(lián)支路數(shù)：1.2.4單波繞組單波繞組 單波繞組直接相連的兩個(gè)線圈的對(duì)應(yīng)邊不是在單波繞組直接相連的兩個(gè)線圈的對(duì)應(yīng)邊不是在同一個(gè)主磁極下面，而是分別處于相鄰兩對(duì)主磁極同一個(gè)主磁極下面，而是分別處于相鄰兩對(duì)主磁極中的同極性磁極下面，合成節(jié)距約等于兩個(gè)極距。中的同極性磁極下面，合成節(jié)距約等于兩個(gè)極距。 pZp

22、Kyyk11 當(dāng)取“+”時(shí)，第p個(gè)線圈的末端將置于第1個(gè)換向片的右邊，稱為右行繞組右行繞組； 當(dāng)取“- -”時(shí)，第p個(gè)線圈的末端將置于第1個(gè)換向片的左邊，稱為左行繞組左行繞組。左行繞組端接線較短，易于制作，故得到廣泛應(yīng)用廣泛應(yīng)用。2p=4，Z=15單波短距繞組的展開圖單波短距繞組的展開圖單波繞組并聯(lián)支路圖單波繞組并聯(lián)支路圖 單波繞組對(duì)應(yīng)的瞬間并聯(lián)支路圖如圖所示。單波繞組對(duì)應(yīng)的瞬間并聯(lián)支路圖如圖所示。由圖可知，由圖可知，單波繞組只有一對(duì)并聯(lián)支路單波繞組只有一對(duì)并聯(lián)支路，支路對(duì)，支路對(duì)數(shù)與磁極對(duì)數(shù)無關(guān)，即數(shù)與磁極對(duì)數(shù)無關(guān)，即a=1。 單波繞組的特點(diǎn)單波繞組的特點(diǎn) （1）合成節(jié)距y 和換向片節(jié)距y

23、yk k ： ； （2）并聯(lián)支路對(duì)數(shù)：a=1； （3）電樞電動(dòng)勢(shì)等于支路感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；）電樞電動(dòng)勢(shì)等于支路感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)； （4）正負(fù)電刷間）正負(fù)電刷間電動(dòng)勢(shì)最大電動(dòng)勢(shì)最大。pZpKyyk11 例1-2 計(jì)算單波繞組 ， 的節(jié)距 ， ， ，求出并聯(lián)支路數(shù)。 24P 19SK1y2yky解：由于采用短距繞組， 說明：右行繞組（說明：右行繞組（y=10），左行繞組（），左行繞組（y=9）。）。 119 110(9)2kkyyp或3411934244UZyP216()yyy或522a 并聯(lián)支路數(shù)：?jiǎn)委B繞組和單波繞組的主要差別主要差別在于并聯(lián)支路對(duì)數(shù)的多少。 由于在同樣元件數(shù)的情況下，單疊繞組的并聯(lián)支路多，

24、但各支路的元件數(shù)較少，因而單疊繞組的電壓低于單波繞組，而允許通過的電樞電流卻大于單波繞組。因此，單疊繞組單疊繞組適用于低電壓、大電流的電機(jī)，單波繞組單波繞組適用于高電壓、小電流的電機(jī)。 本節(jié)作業(yè)：P12 1-13；1-14。1.3直流電機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)及主要系列直流電機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)及主要系列1.3.1直流電機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)直流電機(jī)的銘牌數(shù)據(jù) 銘牌數(shù)據(jù)主要包括：電機(jī)型號(hào)、額定功率、額定電壓、額定電流、額定轉(zhuǎn)速和勵(lì)磁電流、勵(lì)磁方式、勵(lì)磁電壓、工作方式、絕緣等級(jí)等，此外還有電機(jī)的出廠數(shù)據(jù)，如出廠編號(hào)、出廠日期等。 1直流電機(jī)的型號(hào)直流電機(jī)的型號(hào)其格式為：第一個(gè)字符用大寫的漢語拼音表示產(chǎn)品系列代號(hào)，第二個(gè)字符用

25、阿拉伯?dāng)?shù)字表示設(shè)計(jì)序號(hào)，第三個(gè)阿拉伯?dāng)?shù)字是機(jī)座中心高，第四個(gè)阿拉伯?dāng)?shù)字表示電樞鐵芯長度代號(hào)，第五個(gè)阿拉伯?dāng)?shù)字表示端蓋的代號(hào)。 例如型號(hào)是Z420021的直流電機(jī)，Z是系列（即一般用途直流電動(dòng)機(jī)）代號(hào)，阿拉伯?dāng)?shù)字4表示設(shè)計(jì)序號(hào)，200是電機(jī)中心高（mm），21中的2是電樞鐵芯長度代號(hào)，1是端蓋的代號(hào)。 2直流電機(jī)的額定值直流電機(jī)的額定值 （1）額定功率）額定功率 對(duì)于發(fā)電機(jī)來說，是指正負(fù)電刷之間對(duì)于發(fā)電機(jī)來說，是指正負(fù)電刷之間輸出的輸出的電功率電功率；對(duì)于電動(dòng)機(jī)，則是指軸上輸出的；對(duì)于電動(dòng)機(jī)，則是指軸上輸出的機(jī)械功機(jī)械功率率。額定功率與額定電壓和額定電流的關(guān)系：直流電動(dòng)機(jī)直流發(fā)電機(jī) PNUNIN

26、N10-3 kW PNUNIN10-3kW 直流電機(jī)運(yùn)行時(shí)，如果各個(gè)物理量均為額定值，就稱電機(jī)工作在額定運(yùn)行狀態(tài)額定運(yùn)行狀態(tài)，亦稱為滿載滿載運(yùn)行。在額定運(yùn)行狀態(tài)下，電機(jī)利用充分，運(yùn)行可靠，并具有良好的性能。 如果電機(jī)的電流小于額定電流，稱為欠載欠載運(yùn)行；電機(jī)的電流大于額定電流，稱為過載過載運(yùn)行。欠載運(yùn)行，電機(jī)利用不充分，效率低；過載運(yùn)行，易引起電機(jī)過熱損壞。根據(jù)負(fù)載選擇電機(jī)時(shí)，最好使電機(jī)接近于滿載滿載運(yùn)行。 （2）額定電壓）額定電壓 指額定運(yùn)行狀況下，直流發(fā)電機(jī)的指額定運(yùn)行狀況下，直流發(fā)電機(jī)的輸出輸出電壓或直流電動(dòng)機(jī)的電壓或直流電動(dòng)機(jī)的輸入輸入電壓，單位為電壓，單位為V 。（3）額定電流）額定

27、電流 指在額定情況下，電機(jī)流出或流入的電指在額定情況下，電機(jī)流出或流入的電流，單位為流，單位為A 。直流發(fā)電機(jī)直流發(fā)電機(jī)額定電流為：額定電流為： 直流電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)額定電流為：額定電流為： NNNUPINNNNUPI（4）額定效率）額定效率 式中式中PN是額定輸出功率；是額定輸出功率； P1是輸入功率。是輸入功率。 （5）額定轉(zhuǎn)速）額定轉(zhuǎn)速nN 在額定功率、額定電壓、額定電流在額定功率、額定電壓、額定電流時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，單位為時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，單位為r/min。 （6）額定勵(lì)磁電壓）額定勵(lì)磁電壓 Uf 在額定情況下，勵(lì)磁繞組所加在額定情況下，勵(lì)磁繞組所加的電壓，單位為的電壓，單位為V。 （7）額定

28、勵(lì)磁電流）額定勵(lì)磁電流If 在額定情況下，通過勵(lì)磁繞組在額定情況下，通過勵(lì)磁繞組的電流，單位為的電流，單位為A。 %1001PPNN直流電機(jī)出線端標(biāo)志直流電機(jī)出線端標(biāo)志繞組名稱繞組名稱出線端標(biāo)志出線端標(biāo)志新國家標(biāo)準(zhǔn)新國家標(biāo)準(zhǔn)舊國家標(biāo)準(zhǔn)舊國家標(biāo)準(zhǔn)電樞繞組電樞繞組換向極繞組換向極繞組補(bǔ)償繞組補(bǔ)償繞組串勵(lì)繞組串勵(lì)繞組并勵(lì)繞組并勵(lì)繞組他勵(lì)繞組他勵(lì)繞組A1 A2 B1 B2 C1 C2 D1 D2 E1 E2 F1 F2 S1 S2 H1 H2 BC1 BC2 C1 C2 B1 B2 T1 T2注意：注意：下標(biāo)下標(biāo)1是首端，為正極；下標(biāo)是首端，為正極；下標(biāo)2是末端，為負(fù)極。是末端，為負(fù)極。 例1-3 一

29、臺(tái)直流發(fā)電機(jī)直流發(fā)電機(jī)，已知額定功率 ， ， ，求該發(fā)電機(jī)的額定電流。145NPkW230NUV1450 /minNnr630.4( )NNNPIAU解： 例1-4 一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)，已知其額定功率 ， ， ， ，試求額定電流是多少？ 10NPkW230NUV1550 /minNnr0.9N48.3( )NNNNPIAU解： 例1-5 一臺(tái)直流發(fā)電機(jī)直流發(fā)電機(jī)，額定功率 ， ， ， ，求該發(fā)電機(jī)的額定電流及額定負(fù)載時(shí)的輸入功率。 100NPkW230NUV2850 /minNnr0.85N434.8( )NNNPIAU1117.6()NNPPkW解：1.3.2直流電機(jī)的主要系列直流電機(jī)

30、的主要系列 搞系列化的目的是為了產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化和通用化。我國電機(jī)的主要系列有： （1）Z2系列。一般用途的中小型直流電機(jī)。 （2）Z和ZF系列。一般用途的中大型直流電機(jī)，其中“Z”為直流電動(dòng)機(jī)系列，“ZF”為直流發(fā)電機(jī)系列。 （3）ZT系列。用于恒功率且調(diào)速范圍較寬的寬調(diào)速直流發(fā)電機(jī)。 （4）ZZJ系列。冶金輔助拖動(dòng)機(jī)械用的冶金起重直流電動(dòng)機(jī)，它具有快速起動(dòng)和承受較大過載能力的特性。 （5）ZQ系列。電力機(jī)車、工礦電機(jī)車和蓄電池供電的電車用的直流牽引電動(dòng)機(jī)。 （6）ZH系列。船舶上各種輔機(jī)船用的直流電動(dòng)機(jī)。 （7）ZA系列。用于礦井和易爆氣體場(chǎng)合的防安爆全型直流電機(jī)。 （8）ZU系列。用于龍門刨床的直流電動(dòng)機(jī)。 （9）ZW系列。是無槽直流電動(dòng)機(jī)，在快速響應(yīng)的伺服系統(tǒng)中作執(zhí)行元件。 （10）ZLJ系列。是力矩直流電動(dòng)機(jī)，在伺服系統(tǒng)中做執(zhí)行元件。 （11）BFG系列。是直流三換向片永磁電動(dòng)機(jī)，用于盒式錄音