北航教材模塊3直流電機(jī)

1、電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī) 本項(xiàng)目通過引入實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，利用一臺(tái)小型直流電機(jī)，嘗試使用實(shí)踐的方法，在一步步的拆解和安裝過程中，使同學(xué)們?cè)谔岣邉?dòng)手能力的同時(shí)，進(jìn)一步強(qiáng)化對(duì)直流電機(jī)結(jié)構(gòu)組成的理解，熟練掌握直流電機(jī)電磁感應(yīng)的工作原理。項(xiàng)目項(xiàng)目3.1 直流電機(jī)的拆裝直流電機(jī)的拆裝教學(xué)目標(biāo)：1）熟悉直流電機(jī)的主要結(jié)構(gòu)；2）掌握直流電機(jī)的基本工作原理；3）熟悉直流電機(jī)的拆裝方法和常見故障處理方法。3.1.1 直流電機(jī)的拆裝項(xiàng)目介紹直流電機(jī)的拆裝項(xiàng)目介紹電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī) 圖3-1所示為直流發(fā)電機(jī)的簡化模型。圖中N、S為固定不動(dòng)的磁極，連接磁極的部分稱為直流發(fā)電機(jī)

2、的定子。abcd是固定在可旋轉(zhuǎn)導(dǎo)磁圓柱體上的線圈，線圈的首端a，末端d連接到兩個(gè)相互絕緣的并可隨線圈一同轉(zhuǎn)動(dòng)的導(dǎo)電片上，線圈連同導(dǎo)磁圓柱體是直流發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)部分，成為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子（又稱電樞），線圈首末端連接的導(dǎo)電片稱為換向片。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)的電刷來實(shí)現(xiàn)的。轉(zhuǎn)子和定子之間存在一定間隙，稱為空氣隙，簡稱氣隙。3.1.2 項(xiàng)目相關(guān)知識(shí)項(xiàng)目相關(guān)知識(shí)1直流發(fā)電機(jī)的工作原理直流發(fā)電機(jī)的工作原理電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電

3、機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型當(dāng)有原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)轉(zhuǎn)子以一定的轉(zhuǎn)速逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，由電磁感應(yīng)定律可知，在線圈abcd中，由于導(dǎo)線ab和cd切割磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，每邊導(dǎo)體產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢大小可通過下式求得： （3-1）式中： 為導(dǎo)體所在處的磁通密度，單位為Wb/m2； 為導(dǎo)體ab或cd的有效長度，單位為m； 為導(dǎo)體

4、ab或cd與 間的相對(duì)速度，單位為m/s； 為導(dǎo)體感應(yīng)電動(dòng)勢，單位為V。xeB lvxBlvxBe電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)導(dǎo)體中感應(yīng)電動(dòng)勢的方向可用右手定則確定。電樞每旋轉(zhuǎn)一圈，線圈abcd的感應(yīng)電動(dòng)勢就交變兩次，電樞不斷旋轉(zhuǎn)，感應(yīng)電動(dòng)勢方向就不斷變化。只要旋轉(zhuǎn)方向不變，換向器就會(huì)及時(shí)的改變導(dǎo)線與電刷的連接，電刷的極性就固定不變，在電刷兩端就獲得直流電動(dòng)勢。這就是直流發(fā)電機(jī)的基本工作原理。電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)

5、模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型2直流電動(dòng)機(jī)的工作原理直流電動(dòng)機(jī)的工作原理將電刷A、B連接到一直流電源上，電刷A接正極，電刷B接負(fù)極，此時(shí)將有電流從電刷A流入線圈，從電刷B流出。如圖3-2（a）所示，當(dāng)線圈的ab邊位于N極下，線圈的cd邊位于S極下，根據(jù)安培定律可知線圈的ab邊和cd邊將受到電磁力作用，大小為： （3-2）式中： 為導(dǎo)體所在處的磁通密度，單位為Wb/m2； 為導(dǎo)體ab或cd的有效長度，單位為m

6、； 為導(dǎo)體中流過的電流，單位為A； 為導(dǎo)體所受的電磁力，單位為N。xfB lixBlif電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-2 直流電動(dòng)機(jī)模型電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直

7、流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型導(dǎo)體受力方向由左手定則確定。在圖3-2（a）情況下，位于N極下的ab邊受力方向從右向左，而位于S極下的cd邊受力方向?yàn)閺淖笙蛴?。該電磁力與轉(zhuǎn)子半徑的乘積為電磁轉(zhuǎn)矩，此時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩方向方向?yàn)槟鏁r(shí)針，當(dāng)電磁轉(zhuǎn)矩大于阻力矩時(shí)，線圈逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。同直流發(fā)電機(jī)一樣，由于電刷固定不動(dòng)，換

8、向片和電樞線圈同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，線圈導(dǎo)體中流通的電流為交變的，但位于N和S極下的導(dǎo)體受力方向并發(fā)生變化，電動(dòng)機(jī)在此方向不變的轉(zhuǎn)矩作用下轉(zhuǎn)動(dòng)。電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)圖3-3 直流電機(jī)結(jié)構(gòu)圖直流電機(jī)主要

9、由外部固定不動(dòng)的部分和內(nèi)部旋轉(zhuǎn)的部分兩大部分組成。并且，為保證正常工作，兩部分之間留有空隙，稱為氣隙。電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型 1.直流電機(jī)的拆卸方法直流電機(jī)的拆卸方法由于直流電機(jī)在結(jié)構(gòu)上存在換向器等，用以完成線圈交變

10、電流與電刷外直流電流的變換過程，因此給拆裝帶來一定困難。在拆裝前，務(wù)必弄清楚直流電機(jī)結(jié)構(gòu)的基本特點(diǎn)，特別是換向器和電刷裝置的結(jié)構(gòu)。根據(jù)各實(shí)驗(yàn)室配備的直流電機(jī)型號(hào)，可由指導(dǎo)老師示范講解后實(shí)踐。電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型直流

11、電機(jī)的拆卸步驟為：（1）仔細(xì)辨別電機(jī)外部接線，做好標(biāo)記后，拆除連接線；（2）拆卸電機(jī)端部的帶輪或聯(lián)軸器；（3）拆卸換向器側(cè)的端蓋螺釘和軸承蓋螺釘，取下軸承外蓋；（4）打開端蓋的通風(fēng)窗，取出電刷，拆卸刷桿連接線；（5）拆卸端蓋，取出刷架，妥善保存好換向器，保持清潔并避免碰傷；（6）拆卸軸兩側(cè)端蓋，取出電樞，放置支架上；（7）拆卸軸兩側(cè)軸承外蓋，取下軸承，軸承也可不取下，連同電樞一起放置。電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模

12、型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型 2.直流電機(jī)的定子部分直流電機(jī)的定子部分 圖3-4 直流電機(jī)的主磁極電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖

13、3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型（1）主磁極主磁極的作用是產(chǎn)生恒定的、有一定空間分布形狀的氣隙磁場。主磁極一般由主磁極鐵芯和放置在鐵芯上的勵(lì)磁繞組構(gòu)成。主磁極鐵芯分成極身和極靴，極靴寬于極身，作用是使氣隙磁通密度的空間分布均勻并減小氣隙磁阻，同時(shí)又起到支撐固定勵(lì)磁繞組的作用。勵(lì)磁繞組用絕緣銅線繞制而成，套在極身上。為減小渦流損耗，主磁極鐵芯采用厚的低碳鋼板沖成固定形狀，用鉚釘鉚緊，然后固定在機(jī)座上。主磁極結(jié)構(gòu)如圖3-4所示。 電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流

14、發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型（2）換向磁極換向磁極又叫附加極，其結(jié)構(gòu)如圖3-5所示。它的作用是改善電機(jī)的換向。其數(shù)量一般與主磁極相等，在1kW以下的小容量直流電機(jī)中，有時(shí)候換向磁極數(shù)目只有主磁極的一半，或者不安裝。換向磁極也是由鐵芯和繞組構(gòu)成，鐵芯比主磁極簡單，一般用整塊鋼或鋼板疊片加工而成。換向磁極繞組與電樞繞組串聯(lián)，即流過的電流是電樞電流。換向磁極

15、安裝在相鄰兩主磁極之間，用螺釘固定在機(jī)座上。電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-5 換向磁極的結(jié)構(gòu)圖 圖3-6 電刷裝置的結(jié)構(gòu)電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3

16、-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型（3）電刷裝置電刷裝置是直流電機(jī)的重要組成部分。電刷和換向器配合完成機(jī)械整流，可以將轉(zhuǎn)動(dòng)的電樞繞組和外電路連接并把電樞繞組中的交流量轉(zhuǎn)變成電刷端的直流量。電刷裝置由電刷、刷握、刷桿、刷桿座組成，如圖3-6所示。電刷由石墨制成，放在刷握內(nèi)，用彈簧壓緊在換向器上，刷握固定在刷桿上，刷桿裝在刷架上

17、，彼此都絕緣。刷架裝在端蓋或軸承內(nèi)蓋上，調(diào)整好位置后固定。電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型（4）機(jī)座定子部分的外殼稱為機(jī)座。機(jī)座通常有兩種形式，一種是用整體鑄鋼制成，另一種是用厚鋼板焊接而成。機(jī)座有兩個(gè)作用，一個(gè)是用來固定主磁

18、極、換向磁極和端蓋；另一個(gè)用處是作為磁路的一部分起到導(dǎo)磁的作用。機(jī)座中有磁通經(jīng)過的部分稱為磁軛。（5）端蓋端蓋位于機(jī)座上，主要起支撐作用，其上放置軸承，支撐直流電機(jī)轉(zhuǎn)軸，使之能夠旋轉(zhuǎn)。電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型3.直流電

19、機(jī)的轉(zhuǎn)子部分直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子部分轉(zhuǎn)子是電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)部分，由電樞鐵芯、電樞繞組、換向器、轉(zhuǎn)軸和軸承等組成。（1）電樞鐵芯電樞鐵芯是主磁路的一部分，同時(shí)對(duì)放置在其上的電樞繞組起支撐作用。由于電樞鐵芯和主磁場之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致鐵耗，因此，為了減少鐵耗，電樞鐵芯一般用厚兩邊涂有絕緣漆的硅鋼片沖片疊壓而成，固定在轉(zhuǎn)子支架或轉(zhuǎn)軸上。如圖3-7所示，鐵芯四周開槽，可以鑲嵌電樞繞組。為加強(qiáng)冷卻，有時(shí)中間留有通風(fēng)孔。電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1

20、直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型（a）電樞鐵芯沖片 （b）電樞繞組在槽中的放置圖3-7 直流電機(jī)的電樞電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流

21、發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型（2）電樞繞組電樞繞組是直流電機(jī)的主要電路部分，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵，它由許多按一定規(guī)律連接的線圈組成。每個(gè)線圈稱為一個(gè)元件，用帶絕緣的圓形或矩形截面導(dǎo)線繞成，嵌放在電樞槽內(nèi)，上下層之間及線圈與鐵芯之間都要絕緣。然后用槽楔壓緊，再用鋼絲或玻璃絲帶緊固，以防止離心力將繞組甩出槽外。電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)

22、模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型（4）換向器換向器又稱為整流子，也是直流電機(jī)的重要部件，亦是直流電機(jī)最薄弱的部分。對(duì)于發(fā)電機(jī)，換向器作用是把電樞繞組中的交變電動(dòng)勢轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟妱?dòng)勢向外部輸出直流電壓；對(duì)于電動(dòng)機(jī)，它是將外界提供的直流電流轉(zhuǎn)變?yōu)槔@組內(nèi)的交變電流使電機(jī)旋轉(zhuǎn)。如圖3-8所示，換向器由換向片組合而成，一般采用導(dǎo)電性能好的、硬度大、耐磨性好的紫銅或銅合金制成，換向片底部做成燕尾形狀，鑲嵌在含有云母絕緣的V形鋼環(huán)內(nèi)，相鄰兩換向片之間用云母絕緣。電樞繞組的

23、每一個(gè)線圈兩端分別焊接在兩個(gè)換向片上。 電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型 圖3-8 換向器結(jié)構(gòu)圖電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直

24、流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型4.直流電機(jī)的裝配及拆裝工藝要點(diǎn)將拆卸的直流電機(jī)各部件檢查無誤后，按拆卸的相反步驟進(jìn)行裝配，裝配時(shí)要注意將刷桿座調(diào)整到標(biāo)記位置。在熟練掌握各部件的結(jié)構(gòu)和作用的同時(shí)，了解直流電機(jī)的拆裝工藝，其注意事項(xiàng)如下：（1）一般拆裝時(shí)只拆非換向器端的端蓋，換向器端端蓋不拆；（2）拆卸時(shí)應(yīng)把電刷提起，或卡緊，避免彈簧壓緊時(shí)取電樞將電刷碰斷

25、；（3）電樞從定子中取出時(shí)，避免碰壞換向器和繞組；（4）注意所有電路連接線的位置和標(biāo)記，要按原樣進(jìn)行裝配；（5）裝配時(shí)注意墊圈墊片的安裝，避免緊固不夠和氣隙不對(duì)稱，產(chǎn)生單項(xiàng)拉力及換向變壞或電機(jī)不轉(zhuǎn)等情況；（6）裝配時(shí)，要理順?biāo)须姎饩€路，避免繞組端接部分卡入氣隙，防止線路和絕緣破損，導(dǎo)致機(jī)座帶電或短路。電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1

26、直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型圖3-1 直流發(fā)電機(jī)模型項(xiàng)目中常見故障處理項(xiàng)目中常見故障處理1直流電動(dòng)機(jī)不能起動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)不能起動(dòng)（1）無電源：檢查起動(dòng)器接線是否有誤，熔斷器是否熔斷，線路是否完好。（2）電刷接觸不良：調(diào)整或更換電刷，改善換向片接觸面導(dǎo)電性。（3）過載：過載堵轉(zhuǎn)，減小負(fù)載。（4）起動(dòng)電流太?。簷z查電源電壓，檢查起動(dòng)器是否合適。（5）勵(lì)磁回路斷路：檢查勵(lì)磁繞組是否斷路，更換繞組。電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)2轉(zhuǎn)速不正常轉(zhuǎn)速不正常（1）電刷位置不正常：按記號(hào)或感應(yīng)法調(diào)整電刷位置。（2）串勵(lì)電動(dòng)機(jī)空載或輕載運(yùn)行：

27、增加負(fù)載。（3）串勵(lì)繞組接反：糾正接線。（4）勵(lì)磁繞組回路電阻過大：檢查回路變阻器及勵(lì)磁繞組電阻，檢查接線。電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)3電刷下火花過大電刷下火花過大（1）電刷與換向器接觸不良：研磨電刷接觸面。（2）電刷壓力大小不當(dāng)：調(diào)整電刷彈簧，校正電刷壓力。（3）換向器表面不光潔：清理或修理換向器。（4）刷握松動(dòng)或位置不正確：緊固或重新調(diào)整位置。（5）換向磁極繞組短路：檢修繞組。（6）電樞繞組與換向器脫焊：檢查脫焊位置，重新焊接。（7）電刷位置不在中性線上：調(diào)整電刷桿座至記號(hào)位置，或用感應(yīng)法調(diào)整電刷位置。（8）過載：減小負(fù)載或更換大容量電機(jī)。電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3

28、直流電機(jī)直流電機(jī)4機(jī)座帶電機(jī)座帶電（1）繞組或引線絕緣破損：檢修，加強(qiáng)絕緣。（2）引出線接觸外殼：重新包扎引線接頭。（3）絕緣電阻過低：測量電動(dòng)機(jī)絕緣電阻，阻值低于0.5M 時(shí)應(yīng)加以烘干。電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)5振動(dòng)及噪音大振動(dòng)及噪音大（1）電刷位置不在中性線上：調(diào)整電刷桿座至記號(hào)位置，或用感應(yīng)法調(diào)整電刷位置。（2）串勵(lì)繞組或換向極接反：糾正接線。（3）電源電壓不穩(wěn)：檢查電樞電壓，要求高的場合可加裝穩(wěn)壓裝置。（4）勵(lì)磁電流太小或勵(lì)磁電路短路：增加勵(lì)磁電流或檢查勵(lì)磁回路有無短路。（5）機(jī)座或緊固部件松動(dòng)：固定機(jī)座，檢查電機(jī)所有位置緊固部件。（6）定子轉(zhuǎn)子互相摩擦：檢查氣隙

29、是否均勻，軸承是否損壞。電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)專題專題3.2 直流電機(jī)的銘牌和額定值直流電機(jī)的銘牌和額定值教學(xué)目標(biāo)：1）理解直流電機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)；2）掌握直流電機(jī)額定值的計(jì)算方法；3）了解直流電機(jī)的主要系列。電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)直流電機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)直流電機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)每臺(tái)直流電機(jī)的機(jī)座上都釘有一塊銘牌，其上標(biāo)明電機(jī)的主要額定數(shù)據(jù)和電機(jī)產(chǎn)品數(shù)據(jù)，供使用者使用時(shí)參考，如圖3-9所示。圖3-9 直流電機(jī)的銘牌電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)電機(jī)的產(chǎn)品型號(hào)表示電機(jī)的結(jié)構(gòu)和使用特點(diǎn)，國產(chǎn)電機(jī)的型號(hào)一般采用大寫的漢語拼音字母和阿拉伯?dāng)?shù)字表示，其格式

30、為舉例說明如下：電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)直流電機(jī)的額定值直流電機(jī)的額定值電機(jī)制造廠按照國家標(biāo)準(zhǔn)及電機(jī)設(shè)計(jì)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)，規(guī)定電機(jī)正常運(yùn)行狀態(tài)的條件，稱為額定運(yùn)行狀況，表征額定運(yùn)行狀況的數(shù)據(jù)稱為額定值和額定數(shù)據(jù)。額定值是正確選擇和合理使用電機(jī)的依據(jù)。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，直流電機(jī)的額定值有：1額定功率 ：額定功率是指電機(jī)按照規(guī)定的工作方式，在額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)的輸出功率。對(duì)于發(fā)電機(jī)，是指電樞輸出的電功率；對(duì)于電動(dòng)機(jī)，是指轉(zhuǎn)軸上輸出的機(jī)械功率，單位一般都為kW。2額定電壓 ：額定電壓是在電機(jī)額定狀況下，電樞繞組能夠安全工作時(shí)所規(guī)定的出線端平均電壓。對(duì)電動(dòng)機(jī)是指輸入電壓，對(duì)發(fā)電機(jī)是指輸出電壓，單

31、位為V。NPNU電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)3額定電流 ：額定電流是指電機(jī)在額定電壓情況下，運(yùn)行于額定功率時(shí)對(duì)應(yīng)的電流值，單位為A。額定功率、額定電壓和額定電流三者之間的關(guān)系如下：直流發(fā)電機(jī)： （3-3）直流電動(dòng)機(jī)： （3-4）式中， 為電機(jī)的額定效率。4額定轉(zhuǎn)速 ：額定轉(zhuǎn)速是指在額定功率、額定電壓和額定電流時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，單位為。5額定勵(lì)磁電壓 ：在額定情況下，勵(lì)磁繞組所加的電壓，單位為V。6額定勵(lì)磁電流 ：在額定情況下，對(duì)應(yīng)于額定勵(lì)磁電壓時(shí)勵(lì)磁繞組中的電流，單位為A。NINNNPUINNNNPUINNnfNUfNI電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)

32、基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)直流電機(jī)的主要系列直流電機(jī)的主要系列所謂的系列電機(jī)，就是在應(yīng)用范圍、結(jié)構(gòu)形式、性能水平、生產(chǎn)工藝等方面具有共同性，功率按某一系數(shù)遞增的成批生產(chǎn)的電機(jī)。系列化的目的是為了產(chǎn)品的通用化和標(biāo)準(zhǔn)化。我國的直流電機(jī)主要有Z2、Z3、Z4系列。Z2系列是一般用途的中小型直流電機(jī)，Z3、Z4系列是改型設(shè)計(jì)的中小型直流電機(jī)新產(chǎn)品，相比于Z2系列，體積小、質(zhì)量輕、調(diào)速范圍大。常見的電機(jī)產(chǎn)品系列見表3-1。電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)專題專題3.3 直流電機(jī)的電樞繞組和磁場直流電機(jī)的電樞繞組和磁場教學(xué)目標(biāo)：1）了解直流

33、電機(jī)電樞繞組的排列規(guī)律和特點(diǎn)；2）理解直流電機(jī)的勵(lì)磁方式；3）了解直流電機(jī)磁場的基本概念。直流電機(jī)的電樞繞組直流電機(jī)的電樞繞組1.電樞繞組的基本知識(shí)電樞繞組的基本知識(shí)電樞繞組是直流電機(jī)產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩和感應(yīng)電動(dòng)勢，實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的樞紐。電樞繞組是由許多結(jié)構(gòu)和形狀相同的線圈按照一定的規(guī)律連接而成的閉合繞組。按照連接規(guī)律的不同，分為疊繞組和波繞組兩種形式。其中最簡單的是單疊繞組和單波繞組。電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)（1）繞組元件線圈是組成繞組的單元，一個(gè)線圈就是一個(gè)繞組元件。繞組元件是由一匝或多匝絕緣銅線繞制而成。其中，放置在電樞槽內(nèi)，能切割磁力線，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩和感應(yīng)電動(dòng)勢的元件

34、邊，稱為元件的有效邊，每個(gè)元件有兩個(gè)有效邊；處于槽外，連接有效邊的部分稱為端部，元件的兩個(gè)出線端分別稱為首端和末端。電樞繞組一般做成雙層繞組，將元件的一個(gè)有效邊放在槽的上層，稱作上層邊，繪圖時(shí)以實(shí)線表示；另一個(gè)有效邊放在另一個(gè)槽的下層，稱為下層邊，繪制時(shí)以虛線表示。電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)每個(gè)元件的首端和末端都和不同的換向片相連。每個(gè)換向片總是連接一個(gè)元件的上層邊和另一個(gè)元件的下層邊，所以元件數(shù)和換向片數(shù)相等；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)和槽數(shù)又相等，即 （3-5）為改善電機(jī)性能，往往需要較多的繞組元件，而由于工藝等原因，電樞鐵芯外圓不宜開太多的槽，實(shí)際

35、電機(jī)每個(gè)槽的上下層并排放置若干個(gè)有效邊，如圖3-10所示。通常把一個(gè)上層邊和一個(gè)下層邊在槽內(nèi)占據(jù)的空間稱為一個(gè)虛槽，電樞上實(shí)際的槽稱為實(shí)槽。實(shí)槽數(shù)與虛槽數(shù)的關(guān)系為 （3-6）為分析和畫圖方便，設(shè) 。SKZuZuZSK1u 電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī) 圖3-10 實(shí)槽與虛槽電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)（2）節(jié)距為了將元件首末端與換向片正確連接，以及正確表示繞組在電樞表面的幾何關(guān)系，我們引入“節(jié)距”的概念。所謂節(jié)距，是指被連接起來的兩個(gè)元件邊或換向片之間的距離，以所跨過的虛槽數(shù)或換向片數(shù)來表示。直流電機(jī)電樞繞組的節(jié)距有第一節(jié)距、第二節(jié)距、合成節(jié)距和換向器節(jié)距四

36、種。極距 ：是指一個(gè)磁極在電樞表面所跨的弧長距離，用字母 表示。如果用 表示電樞直徑， 表示磁極對(duì)數(shù)，則 （3-7）用磁極表面的虛槽數(shù)來表示時(shí) （3-8）Dp2Dp122uZZupp（）電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)第一節(jié)距 ：指一個(gè)元件的兩個(gè)有效邊在電樞表面所跨的距離，用虛槽數(shù)表示，它是一個(gè)整數(shù)。為了使元件的感應(yīng)電動(dòng)勢最大，應(yīng)使 等于或接近于極距 ，即 （3-9）第二節(jié)距 ：指相串聯(lián)的兩個(gè)相鄰元件中，前一個(gè)元件的下層邊和后一個(gè)元件的上層邊之間在電樞表面的所跨的距離，也用虛槽數(shù)表示，如圖3-11所示。1y1y12Zyp 整數(shù)2y電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)（a

37、）單疊繞組 （b）單波繞組圖3-11 繞組節(jié)距示意圖電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)合成節(jié)距 ：指相串聯(lián)的兩個(gè)元件的對(duì)應(yīng)邊在電樞表面所跨的距離，用虛槽數(shù)表示，如圖3-11所示。單疊繞組 （3-10）單波繞組 （3-11）換向器節(jié)距 ：指同一元件的兩出線端所接的換向片之間的距離，一般用換向片數(shù)來表示。如圖3-11所示，換向器節(jié)距始終等于合成節(jié)距，即 （3-12）y12yyy12yyykykyy電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)2.2.電機(jī)繞組的基本形式電機(jī)繞組的基本形式后一元件的端接部分緊疊在前一元件的端接部分上，這種形式稱為疊繞組。一個(gè)元件的出線端所連的換向片相隔較遠(yuǎn)

38、，相串聯(lián)的兩個(gè)元件相隔也較遠(yuǎn)，連接形式呈波浪形，此形式稱為波繞組。單疊繞組和單波繞組是最基本形式。（1）單疊繞組單疊繞組的特點(diǎn)是元件的首端和末端分別接到相鄰的兩個(gè)換向片上，下一個(gè)元件疊在前一個(gè)元件之上，如圖3-11（a）所示，從圖中可以看出 。下面舉例說明連接的規(guī)律和特點(diǎn)。k1yy電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)圖3-12 單疊繞組展開圖電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)（3）作繞組連接順序表圖3-13 單疊繞組連接順序表圖3-13

39、 單疊繞組連接順序表電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)（4）單疊繞組并聯(lián)支路圖圖3-14 單疊繞組并聯(lián)支路圖電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)（2）單波繞組單波繞組的同一個(gè)元件的兩個(gè)出線端所接的兩個(gè)換向片相隔接近兩個(gè)極距，元件串聯(lián)后形成波浪形，所以稱為波繞組，如圖3-11（b）所示。與單疊繞組一樣，為了使繞組產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢最大，元件的第一節(jié)距 接近于極距 。換向器節(jié)距 應(yīng)滿足下式 （3-13）式中，K K 為換向片數(shù)。k1Kyyp1yky電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)（a）左行繞組 （b）右行繞組圖3-15 單波繞組形式及節(jié)距電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊

40、3 直流電機(jī)直流電機(jī)下面以一臺(tái) ， 直流電機(jī)為例，說明單波繞組的連接規(guī)律。24p 15ZSK電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)（2）繪制繞組展開圖圖3-16 單波繞組展開圖電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)（3）作繞組連接順序表圖3-17 單波繞組連接順序表電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)（4）單波繞組并聯(lián)支路圖按各元件的連接順序，將不與電刷接觸的換向片省去不畫，可得此單波繞組的并聯(lián)支路圖，如圖3-18所示。將并聯(lián)支路圖與繞組展開圖對(duì)照分析可知，單波繞組是將同一極性磁極下所有元件串聯(lián)起來組成一條支路，由于磁極極性只有N和S兩種，所以單波繞組的并聯(lián)支路數(shù)總是

41、2，并聯(lián)支路對(duì)數(shù)恒等于1。電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)圖3-18 單波繞組并聯(lián)支路圖電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)直流電機(jī)的磁場直流電機(jī)的磁場磁場是直流電機(jī)進(jìn)行機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的媒介，不論是電動(dòng)機(jī)還是發(fā)電機(jī)，都必須要有一定強(qiáng)度的空間磁場存在。因此，了解電機(jī)的磁場分布規(guī)律對(duì)掌握電機(jī)的性能有著重要意義。1.1.直流電機(jī)的勵(lì)磁方式直流電機(jī)的勵(lì)磁方式主磁極上的勵(lì)磁繞組通以直流勵(lì)磁電流產(chǎn)生磁動(dòng)勢，磁動(dòng)勢單獨(dú)產(chǎn)生的磁場稱為勵(lì)磁磁場，又稱為主磁場。直流電機(jī)勵(lì)磁繞組的供電方式稱為勵(lì)磁方式。按勵(lì)磁方式的不同分為他勵(lì)和自勵(lì)兩大類，自勵(lì)又分為并勵(lì)、串勵(lì)和復(fù)勵(lì)3種。電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊

42、模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)（1）他勵(lì)直流電機(jī)他勵(lì)直流電機(jī)勵(lì)磁繞組由其他直流電源供電，與電樞回路沒有聯(lián)系。如圖3-19（a）所示。永磁直流電機(jī)勵(lì)磁磁場與電樞電流無關(guān)，屬于他勵(lì)直流電機(jī)。圖中電流正方向以電動(dòng)機(jī)為例。（2）并勵(lì)直流電機(jī)勵(lì)磁繞組與電樞繞組并聯(lián)，勵(lì)磁繞組的端電壓等于電樞繞組端電壓。如圖3-19（b）所示。（3）串勵(lì)直流電機(jī)勵(lì)磁繞組與電樞繞組串聯(lián)，勵(lì)磁電流等于電樞電流。如圖3-19（c）所示。（4）復(fù)勵(lì)直流電機(jī)復(fù)勵(lì)直流電機(jī)每個(gè)主磁極上有兩個(gè)勵(lì)磁繞組：一個(gè)與電樞繞組并聯(lián)，稱為并勵(lì)繞組；另一個(gè)與電樞繞組串聯(lián)，稱為串勵(lì)繞組。如圖3-19（d）所示。電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)（a

43、）他勵(lì) （b）并勵(lì) （c）串勵(lì) （d）復(fù)勵(lì)圖3-19直流電機(jī)的勵(lì)磁方式電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)2.2.直流電機(jī)空載時(shí)的磁場直流電機(jī)空載時(shí)的磁場直流電機(jī)在工作時(shí)，它的磁場是由各個(gè)繞組共同產(chǎn)生的，包括勵(lì)磁繞組、電樞繞組、換向極繞組、補(bǔ)償繞組等，其中勵(lì)磁繞組起主要作用。我們先研究勵(lì)磁繞組有勵(lì)磁電流，其他繞組無電流時(shí)的磁場情況，把這種情況稱為電機(jī)的空載運(yùn)行，此時(shí)的磁場稱為空載磁場，亦稱主磁場。空載運(yùn)行時(shí)電機(jī)不帶負(fù)載（發(fā)電機(jī)與外電路斷開，電動(dòng)機(jī)軸上不帶機(jī)械負(fù)載），電樞電流為零或近似為零。電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)（1）空載磁場的磁路圖3-20 四極直流電機(jī)空載磁

44、場分布示意圖電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī) 圖3-20為一臺(tái)四極直流電機(jī)空載磁場分布示意圖。當(dāng)勵(lì)磁繞組流過勵(lì)磁電流時(shí)，大部分磁通由N極出發(fā)，經(jīng)過氣隙進(jìn)入電樞齒槽和電樞鐵軛，經(jīng)過電樞另一邊齒槽和氣隙，進(jìn)入相鄰的S極，最后經(jīng)過定子鐵軛回到原來的N極，形成閉合回路。這部分通過氣隙同時(shí)與電樞繞組和勵(lì)磁繞組相交鏈的磁通，稱為主磁通，用表示，所經(jīng)過的磁路稱為主磁路。主磁路分為5段：主磁極、氣隙、電樞齒、電樞鐵軛和定子鐵軛。電樞旋轉(zhuǎn)時(shí)，電樞繞組將切割主磁通而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。 還有一小部分磁通，由N極出發(fā)，不進(jìn)入電樞鐵芯，直接經(jīng)過氣隙、相鄰磁極或定子鐵軛形成閉合回路，這部分磁通稱

45、為漏磁通，用表示，經(jīng)過的磁路稱為漏磁路。漏磁通不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢和電磁轉(zhuǎn)矩，只增加主磁極的飽和程度，增加電機(jī)損耗。漏磁通路徑磁阻很大，通常漏磁通只有主磁通的20%左右。電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)（2）空載時(shí)氣隙磁通密度分布由于鐵磁材料的磁導(dǎo)率比空氣的磁導(dǎo)率要大得多，所以主磁極的磁動(dòng)勢主要消耗在氣隙上，當(dāng)忽略主磁極中鐵磁材料的磁阻時(shí)和電樞齒槽影響時(shí)，空載磁場氣隙磁通密度的分布就取決于氣隙的形狀和大小。一般情況，磁極極靴寬度約為極距的75%，如圖3-21（a）所示。磁極中心附近的氣隙較小且均勻不變，磁通密度較大且基本為常數(shù)。靠近兩邊極尖處氣隙逐漸變大，磁通密度減?。怀鰳O尖以外，

46、氣隙明顯增大，磁通密度顯著減小。在兩個(gè)主磁極的幾何中心線處，磁通密度為零。因此，空載時(shí)氣隙磁通密度分布為一平頂波，如圖3-21（b）所示。電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)（a）勵(lì)磁磁場分布 （b）空載時(shí)無齒槽電樞表面磁密分布圖3-21 直流電機(jī)空載磁場氣隙磁通密度分布圖電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)（3）空載磁化特性表征電機(jī)空載時(shí)勵(lì)磁繞組磁動(dòng)勢 和主磁通 的關(guān)系曲線，叫做直流電機(jī)的磁化曲線，即 。當(dāng)勵(lì)磁繞組的匝數(shù) 一定時(shí)， ，所以磁化曲線也可表示成 ，如圖3-22所示。fFf()f FfNffFIf()f I電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī) 圖3-2

47、2 電機(jī)的空載磁化特性電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)3.3.直流電機(jī)負(fù)載時(shí)的磁場和電樞反應(yīng)直流電機(jī)負(fù)載時(shí)的磁場和電樞反應(yīng)當(dāng)直流電機(jī)帶上負(fù)載后，電樞繞組中就有電流流過，電樞繞組將產(chǎn)生磁動(dòng)勢，該磁動(dòng)勢稱為電樞磁動(dòng)勢。電機(jī)在負(fù)載運(yùn)行時(shí)，氣隙磁場是主磁場和電樞磁場的合成磁場。（1）電樞磁場為方便分析，以電動(dòng)機(jī)為例，設(shè)電刷放在幾何中心線上，電樞上半周電流流出紙面，經(jīng)過電刷后電流將改變方向，因此電樞下半周電流是流進(jìn)紙面的。根據(jù)右手螺旋定則，可知電樞電流將產(chǎn)生一個(gè)與主極軸線正交的電樞磁勢，稱為交軸電樞磁勢。交軸電樞磁勢在電機(jī)的磁路中建立一個(gè)交軸電樞磁場，如圖3-23（a）所示。電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)

48、基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)（a）交軸電樞磁場 （b）氣隙的磁動(dòng)勢波形圖圖3-23電樞繞組產(chǎn)生的磁動(dòng)勢分布圖電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)（2）電樞反應(yīng)電樞磁場的出現(xiàn)對(duì)主磁場產(chǎn)生一定影響，使氣隙磁場密度分布情況發(fā)生變化。這種電樞磁場對(duì)主磁場的影響稱為電樞反應(yīng)。由圖3-21和圖3-23可看出，空載磁場和電樞磁場軸線剛好正交。在主磁極的前極尖處（電樞進(jìn)入主磁極的極邊）兩磁場同方向，在后極尖處（電樞離開主磁極的極邊）兩磁場方向相反。因此，在前極尖處磁場被加強(qiáng)，而在后極尖處磁場被削弱，使氣隙磁場發(fā)生畸變。由此可得出以下結(jié)論。電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)由于電樞反應(yīng)

49、，氣隙磁場不再僅有主磁場建立，而是與電樞磁場共同作用建立的合成磁場，并發(fā)生畸變，主磁極前極尖磁密加強(qiáng)，后極尖磁密減弱。合成磁場的物理中心線逆著旋轉(zhuǎn)方向移動(dòng)一個(gè)角度 ，如圖3-24所示。但此時(shí)電刷仍在幾何中心線上，也就是說電流的分界線沒變，但磁場分界線（即物理中心線）移動(dòng)后，產(chǎn)生的電動(dòng)勢分界線也移動(dòng)，不再像空載時(shí)與幾何中心線重合。電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)（a）交軸電樞磁場 （b）氣隙的磁動(dòng)勢波形圖圖3-24 電刷在幾何中心線上的電樞磁動(dòng)勢和磁場電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)在幾何中心線所劃分極區(qū)范圍內(nèi)，當(dāng)磁路為線性時(shí)，極軸兩邊的助磁效應(yīng)正好與去磁效應(yīng)相補(bǔ)償，

50、故合成磁場的有效磁通仍與主磁通 相等，也就是說，電樞反應(yīng)只引起磁場分布曲線畸變，而不改變磁通大小。因此，當(dāng)電機(jī)帶負(fù)載而磁路未飽和時(shí)，電樞繞組所產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢仍與空載相等。如果磁路是非線性的，則前極尖可能達(dá)到飽和，磁密加強(qiáng)不多，出現(xiàn)去磁效應(yīng)，合成磁通將比 小，那么電樞繞組感應(yīng)電動(dòng)勢將有所下降。由于合成磁密波形是非線性的，使每個(gè)元件的感應(yīng)電動(dòng)勢不等，造成換向片間電位差不等，增加換向困難，換向器與電刷間的火花增大；而磁場的減弱則會(huì)使感應(yīng)電動(dòng)勢和電磁轉(zhuǎn)矩有所減小，影響電機(jī)運(yùn)行性能。電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)專題專題3.4 3.4 直流電機(jī)的換向直流電機(jī)的換向教學(xué)目標(biāo)：1）了解直流電

51、機(jī)的換向過程；2）了解直流電機(jī)產(chǎn)生火花的原因；2）理解直流電機(jī)改善換向的常用方法。電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)直流電機(jī)的換向過程直流電機(jī)的換向過程由直流電機(jī)繞組分析可知，直流電機(jī)繞組是一個(gè)閉合繞組，電刷把這一閉合繞組分成幾個(gè)支路，每個(gè)支路元件數(shù)相等。一個(gè)電刷兩邊所連接的支路電流方向相反，當(dāng)繞組中一個(gè)元件經(jīng)過電刷從一個(gè)支路轉(zhuǎn)換到另一個(gè)支路時(shí)，電流方向發(fā)生改變的過程稱為換向。換向問題是裝有換向器的電機(jī)的一個(gè)專門問題。換向不良會(huì)在電刷與換向片之間產(chǎn)生有害火花。當(dāng)火花大到一定程度時(shí)，會(huì)燒壞換向器和電刷，從而影響電機(jī)的正常運(yùn)行。換向問題比較復(fù)雜，有電磁、電化學(xué)和機(jī)械等多方面因素交織在一

52、起。電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)（a）元件1開始換向 （b）元件1正在換向（被短路） （c）元件1換向結(jié)束圖3-25 直流電機(jī)電樞繞組元件的換向過程電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)圖3-26 換向元件中的電流變化電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)影響換向的電磁原因影響換向的電磁原因1 1電抗電動(dòng)勢電抗電動(dòng)勢換向過程中，換向元件中電流將 從變?yōu)?。由于換向元件本身是一個(gè)線圈，因而自身電流變化將會(huì)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢 ；另外，實(shí)際電機(jī)的電刷寬度通常為1.53個(gè)換向片寬度，因而相鄰幾個(gè)元件同時(shí)進(jìn)行換向，由于互感作用，元件之間還會(huì)產(chǎn)生互感電動(dòng)勢 。自感和互感電動(dòng)勢

53、總和稱為電抗電動(dòng)勢。根據(jù)楞次定律，電抗電動(dòng)勢將阻礙換向元件中電流的變化，使換向延遲。aia-iLeMe電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)2 2電樞反應(yīng)電動(dòng)勢電樞反應(yīng)電動(dòng)勢由于電樞反應(yīng)使磁場發(fā)生畸變，使幾何中心線附近存在電樞磁動(dòng)勢產(chǎn)生的磁場（馬鞍形分布的凹部），換向元件旋轉(zhuǎn)時(shí)切割此電樞磁場將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，稱為電樞反應(yīng)電動(dòng)勢，也叫旋轉(zhuǎn)電動(dòng)勢，用 表示。在直流電動(dòng)機(jī)中，根據(jù)左手定則確定轉(zhuǎn)向，根據(jù)右手螺旋定則確定換向元件中的旋轉(zhuǎn)電動(dòng)勢與換向前元件中的電流方向一致，因而電樞反應(yīng)電動(dòng)勢 也總是阻礙換向元件電流變化的。在直流發(fā)電機(jī)中，根據(jù)右手定則和右手螺旋定則也可得出相同結(jié)論。電抗電動(dòng)勢和電樞

54、反應(yīng)電動(dòng)勢的方向相同，都試圖阻礙換向元件中電流的變化，使電流變化延遲，這種情況稱為延遲換向。嚴(yán)重的延遲換向，會(huì)使后電刷邊出現(xiàn)火花，損傷換向器表面。aeae電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)產(chǎn)生火花的原因產(chǎn)生火花的原因直流電機(jī)的電刷和換向器之間存在動(dòng)接觸，因而在運(yùn)行時(shí)難免出現(xiàn)或多或少的火花。火花的大小按照國家標(biāo)準(zhǔn)可以分為5個(gè)等級(jí)，具體見表3-2。產(chǎn)生火花的原因是復(fù)雜的，也是多方面的，除了上面分析的電磁原因以外，還有機(jī)械方面和化學(xué)方面的原因。電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)改善換向的方法改善換向的方法改善換向的目的在于消除或削弱電刷下的火花。產(chǎn)生火花的原因很多，其中最主要

55、的是電磁原因，因此改善換向的方法主要從減小和消除電抗電動(dòng)勢和電樞反應(yīng)電動(dòng)勢入手，常用的方法有以下幾種。1 1加裝換向極加裝換向極這是目前改善換向最有效的方法。換向極安裝在主磁極之間的幾何中心線處，且換向極繞組與電樞繞組串聯(lián)，如圖3-27所示。電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)1-主磁極；2-換向極；3-補(bǔ)償繞組 圖3-27 換向極的位置和極性電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī) 首先，換向極產(chǎn)生的換向極磁動(dòng)勢與電樞磁動(dòng)勢方向相反，抵消電樞反應(yīng)電動(dòng)勢的作用； 其次，換向極磁動(dòng)勢產(chǎn)生換向極磁場，使換向元件切割磁場后產(chǎn)生一個(gè)換向電動(dòng)勢，以抵消電抗電動(dòng)勢的作用，從而使換向元件中的

56、合成電動(dòng)勢為零，使換向變?yōu)榱己玫闹本€換向。電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)2 2正確選用電刷正確選用電刷電機(jī)用的電刷型號(hào)規(guī)格很多，不同牌號(hào)的電刷具有不同的接觸電阻，其中，炭石墨電刷的接觸電阻最大，石墨電刷和電化電刷其次，銅石墨電刷的接觸電阻最小。在直流電機(jī)中，要求電刷應(yīng)有足夠大的載流量和足夠大的接觸電阻。從改善換向的角度來看，應(yīng)該采用接觸電阻大的電刷，但接觸電阻大，接觸壓降也大，電能損耗大，發(fā)熱厲害；同時(shí)，這種電刷的電流密度小，電刷接觸面積和換向器尺寸以及電刷的摩擦都將增大，因此，設(shè)計(jì)制造時(shí)應(yīng)綜合考慮兩方面的因素，選擇合適的電刷牌號(hào)。使用維修時(shí)，要更換電刷，也應(yīng)選用與原來一樣的電

57、刷牌號(hào)，以免造成電刷電流分配不均。如果配不到相同牌號(hào)電刷，可盡量選擇接近原來性能的電刷，并全部更換。電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)3 3裝設(shè)補(bǔ)償繞組裝設(shè)補(bǔ)償繞組直流電機(jī)負(fù)載時(shí)的電樞反應(yīng)使主磁極下的氣隙磁場發(fā)生了畸變，這樣就增大了某幾個(gè)換向片之間的電壓，在負(fù)載變化劇烈的大型直流電機(jī)種可能出現(xiàn)環(huán)火現(xiàn)象。所謂環(huán)火，是指直流電機(jī)正、負(fù)電刷之間出現(xiàn)電弧，電弧被拉長后，直接從一種極性的電刷跨過換向器表面到達(dá)相鄰的另一極性的電刷，使整個(gè)換向器表面布滿環(huán)形火花。環(huán)火是直流電機(jī)嚴(yán)重的短路事故，它會(huì)使電機(jī)在很短時(shí)間內(nèi)毀壞。為避免環(huán)火出現(xiàn)，采用補(bǔ)償繞組是最有效的方法。補(bǔ)償繞組嵌置在主磁極表面的槽內(nèi)，

58、其中流過的是電樞電流，因此補(bǔ)償繞組與電樞繞組串聯(lián)，其電流方向與對(duì)應(yīng)磁極下電樞繞組的電流方向相反，如圖3-27所示。顯然，它產(chǎn)生的磁動(dòng)勢與電樞反應(yīng)磁動(dòng)勢方向相反，從而抵消了電樞反應(yīng)的影響，減小了氣隙磁場的畸變。由于裝設(shè)補(bǔ)償繞組大大增加了成本，一般只用于大型直流電機(jī)中。電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)4 4正確移動(dòng)電刷位置正確移動(dòng)電刷位置在小容量的沒有安裝換向極的直流電機(jī)中，常用適當(dāng)移動(dòng)電刷位置的方法來改善換向。將電刷從電樞幾何中心線移動(dòng)一個(gè)適當(dāng)角度，用主磁場來代替換向極磁場，也可改善換向。但要注意電刷移動(dòng)位置的正確方向，如果方向不正確非但起不到改善換向的作用，反而會(huì)惡化電機(jī)換向。電

59、動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的移動(dòng)方向剛好相反。電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)專題專題3.5 3.5 直流電機(jī)的電樞電動(dòng)勢、電磁轉(zhuǎn)矩直流電機(jī)的電樞電動(dòng)勢、電磁轉(zhuǎn)矩和電磁功率和電磁功率教學(xué)目標(biāo):1）掌握直流電機(jī)的電樞電動(dòng)勢和電磁轉(zhuǎn)矩的概念；2）掌握直流電機(jī)的電樞電動(dòng)勢和電磁轉(zhuǎn)矩的計(jì)算公式；3）掌握直流電機(jī)電磁功率的含義和計(jì)算方法。電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)直流電機(jī)的電樞電動(dòng)勢直流電機(jī)的電樞電動(dòng)勢電樞旋轉(zhuǎn)時(shí)，電樞導(dǎo)體有效邊切割氣隙磁場，電樞繞組中將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，稱為電樞電動(dòng)勢。電樞電動(dòng)勢是指直流電機(jī)正、負(fù)電刷間的感應(yīng)電動(dòng)勢，也就是一條并聯(lián)支路的感應(yīng)電動(dòng)勢。從電刷兩端看，每條支

60、路的元件數(shù)是相等的，而且每個(gè)支路的元件都是分布在同極性磁極下的不同位置上。只要先求出一根導(dǎo)體在一個(gè)極距范圍內(nèi)切割氣隙磁通密度的平均感應(yīng)電動(dòng)勢，再乘以一條支路里總的導(dǎo)體數(shù)，就是電樞電動(dòng)勢。電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)模塊模塊3 直流電機(jī)直流電機(jī)設(shè)一個(gè)磁極下的平均氣隙磁通密度為 ，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，則一根導(dǎo)體的平均感應(yīng)電動(dòng)勢為 （3-14）式中： 為一個(gè)主磁極內(nèi)的平均氣隙磁通密度，單位為T； 電樞導(dǎo)體的有效邊長度，單位為m； 為導(dǎo)體切割氣隙磁場的線速度，單位為m/s； 為一根導(dǎo)體的平均感應(yīng)電動(dòng)勢，單位為V。 與每極主磁通 的關(guān)系是 （3-15）avBavaveB lvavBlvaveavBavBl電機(jī)與拖動(dòng)