电机(第三讲)

电机与拖动基础第1页3.4直流电机的电枢绕组元件的首末端：每一个元件均引出两根线与换向片相连，其中一根称为首端，另一根称为末端。元件：构成绕组的线圈称为绕组元件，分单匝和多匝两种。用S表示。直流电机电枢绕组基本知识元件有效部分：元件嵌放在槽内的部分能切割气隙磁通，感生电动势，成为元件的有效部分，其余称为端接部分。端接部分有效边出线端换向片第2页虚槽和实槽：在电机中往往在一个槽的上层（或下层）并列嵌放几个元件边，这时称一个上层元件边和一个下层元件边为一个虚槽，而实际的槽称为实槽。每槽每层放一个元件边元件数S=实槽数Z每槽每层放n个元件边元件数S=虚槽数Ze=nZ第3页第一节距：一个元件的两个有效边在电枢表面跨过的槽数。1y节距是指被连接起来的两个元件边或换向片之间的距离，以所跨过的元件边数或虚槽数或换向片数来表示。y1pZye21第4页第二节距：连至同一换向片上的两个元件中第一个元件的下层边与第二个元件的上层边间的槽数。2y合成节距：元件1和它相连的元件2对应边之间的跨距。y换向器节距：同一元件首末端连接的换向片之间的片数。kyy2yyk12第5页3.4.1单叠绕组（simplexlapwinding）单叠绕组：指串联的两个元件总是后一个元件的端接部分紧叠在前一个元件端接部分，整个绕组成折叠式前进。绕组展开图：就是把放在电枢铁心槽里的、由各个元件构成的电枢绕组单独取出来，画在同一张图上，以表示槽里各元件彼此在电路上的连接情况。后一个元件的首端和紧邻的前一个元件的尾端连接一起，依次串联；一个元件的首尾端连接在相邻的两个换向片上；最后形成闭合回路。3.4.1单叠绕组（simplexlapwinding）第6页举例：已知一台直流电机的极数为2p=4,Ze=S=K=16,画出它的右行单叠绕组的展开图。画图步骤：首先进行计算第一节距：441621pZye合成节距和换向器节距：1kyy第二节距计算：31412yyy第7页SNSNBB线圈V123589104111213141516672161513456789101112131415发电机绕组图111234567891011121314151622334456567788991010111112121313141415151616第8页23487610111216151459131+-上下下上第9页单叠绕组的的特点：1.位于同一磁极下的各元件串联起来组成一条支路，即支路对数等于极对数。2.元件的几何形状对称，电刷放在换向器表面上的位置对准主磁极中心线时，正负电刷间感应电动势为最大，被电刷所短路的元件里感应电动势最小。3.电刷杆数等于极数。第10页3.5电枢电动势与电磁转矩3.5.1电枢电动势SNSNBB线圈V123589104111213141516672161513456789101112131415第11页iavlB磁密（磁感应强度）单根导体产生的平均电动势iavavlBe线速度为602np602npeav单根导体产生的平均电动势第12页nCnapznpazeazEeava6060222apzCe60其中为电动势常数整个电枢产生的平均电动势第13页3.5.2电磁转矩单根导体产生的电磁力aiavavilBfaIiaa2其中单根导体产生的电磁转矩21DfTav其中pD2第14页apzCt2为转矩常数etCC55.9aaiiaiavIapzDzaIllDzaIlBT22222整个电枢产生的平均电磁转矩第15页直流发电机原理直流电动机原理直流发电机为制动性转矩直流电动机为拖动性转矩第16页3.5.3直流电机的电枢反应直流电机带上负载后，电枢绕组中有电流，电枢电流产生的磁动势称为电枢磁通势（电枢反应磁通势或电枢磁动势）。电枢磁通势的出现，必然会影响空载时只有励磁磁通势单独作用的磁场，有可能改变气隙磁密的分布情况及每极磁通量的大小，这种现象成为电枢反应。第17页直流发电机电枢反应..\motorflash\直流电动机\发电机电枢反应.swf第18页直流电动机电枢反应..\motorflash\直流电动机\电动机电枢反应.swf第19页fNIINfIA0N0因磁路的饱和，电枢反应使得每极总磁通减少，这种现象称为电枢反应的去磁效应。第18页电枢反应的危害电枢反应对直流电机的工作影响很大。使磁极半边的磁场加强，另半边的磁场减弱。负载越大，电枢反应引起的磁场畸变越强烈，其结果将破坏电枢绕组元件的正常换向，易引起火花，使电机工作条件恶化。电枢反应将使极靴尖处磁通密集，造成换向片间的最大电压过高，也易引起火花甚至造成电机环火。第18页电枢反应的对应加装附加磁极以便使畸变的磁通得以补偿。对大型电机，在主磁极的顶部加装补偿绕组可使磁通分布畸变得以修正。请思考：（1）直流电动机的电枢绕组图的连接方式？（2）直流电动机电磁转矩和哪些量有关系？（3）直流电机为什么会出现电枢反应？