4、电机绕组展开图
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七、计算题1.一台直流电机,已知磁极对数p =2,槽数Z 和换向片数K 均等于20,采用单叠绕组。
(1)计算极矩、电角度及绕组各节距;(2)画出绕组展开图、主磁极和电刷的位置; (3)求并联支路数。
答:(1)极矩 205222Z p τ===⨯ 电角度3603602720p α=︒=︒⨯=︒第一节距505651=+==ετ y 1505y τε==+= ,K y =y =1,21514y y y =-=-= (2)绕组展开图,如题库图4所示。
(3)2a =4。
题库图4 4极20槽直流电机单叠绕组展开图2.已知一台直流电机的极对数p =2,元件数S=Z=K=19,元件的匝数N y =11,单波绕组,试求:(1)画出绕组展开图、主磁极和电刷的位置;(2)当每极磁通Ф=1.42×10–2Wb ,转速n =1 000r/min 时的电枢电动势为多少伏?题库图5 4极19槽直流电机单波绕组展开图答:(1)绕组展开图,如题库图5所示。
(2)因采用单波绕组,所以支路对数a =1;总匝数N =2SN y =2×19×11=418电势常数C e =pN /60a =2×418/60=14 电动势E a =C e Φn =14×1.42×10–2×1 000V=200V 七、计算题1.一台他励直流电动机的铭牌数据为:额定功率P N =22kW ,额定电压U N =220V ,额定转速n N =1 500r/min ,额定效率ηN =86%,试求:(1)额定负载时的输入功率P 1;(2)额定电流I N 。
答:(1)额定负载时的输入功率P 1=P N /ηN =22kW/86%=25.6 kW ; (2)额定电流I N =P 1/U N =25.6kW /220 V=117A 。
2.对于一台他励直流发电机,保持励磁电流不变而将其转速提高20%,其空载电压升高多少?而并励发电机保持励磁回路总电阻不变,将其转速升高20%时,其空载电压比他励时升高得多还是少?答:(1)他励直流发电机保持励磁电流不变,则励磁基本不变,根据电动势公式U a =E a +I a R a =C e Φn +I a R a 可知,空载时U a =C e Φn ,所以将其转速提高20%,其空载电压最多提高20%。
第一篇 思考与习题解答第一章 直流电机原理1-1说明直流电机电刷和换向器的作用,在发电机中它们是怎样把电枢绕组中的交流电动势变成刷间直流电动势的?在电动机中,刷间电压本来就是直流电压,为什么仍需要电刷和换向器?答:直流电机的电刷是连接内电路和外电路的装置,换向器可以实现交、直流电势电流的转换。
在直流发电机中换向器连接的电枢元件在不同磁极下产生不同方向的交变电势,而电刷位置是固定的,每个旋转到该位置的换向片输出电势极性是一致的,通过静止的电刷可以得到极性固定的电枢电势。
在电动机中刷间电压是直流,根据电磁力定律(左手定则)在旋转的电枢元件中,只有不断改变电流方向才能保证每根导体在任意时刻受到相同方向的电磁力,因此需要电刷和换向器将刷间的直流电转换成旋转元件中的交变电流,电枢才能连续旋转,保证电机正常运行。
1-2 判断直流电机在下列情况下电刷两端电压的性质: (1)磁极固定,电刷与电枢同向同速旋转。
(2)电枢固定,电刷与磁极同向同速旋转。
答:(1)交流;(2)直流。
1-3 他励直流发电机,额定容量N P =14kW ,额定电压N U =230V ,额定转速N n =1450r/min ,额定效率=85.5%,试求电机的额定电流N I 及额定状态下的输入功率1P 。
解:(1) 求电机额定电流1400060.87230N N N P I A U === (2) 额定状态下的输入功率11416.370.855NNP P kW η=== 1-4 他励直流电动机, N P =1.1 kW ,N U =110V, N I =13A, N n =1500r/min, 试求电动机的额定效率N η及额定状态下的总损耗功率p ∑。
解:(1) 求电动机额定效率1110076.92%13110N N N N N P P P I U η====⨯ (2) 额定状态下总的损耗功率1131101100330N N N N p P P I U P W ∑=-=-=⨯-=1-5 直流电机的主磁路包括那几部分? 磁路未饱和时,励磁磁动势主要消耗在此路的哪一部分?答:直流电机主磁路包括N 极铁芯-气隙-电枢齿-电枢轭-相邻S 极电枢齿-气隙- S 极铁芯-定子轭-回到N 极。
青岛港湾职业技术学院授课教案编号:第8 周Array课题实训七电机拆装与检修班级授课日期年月日实训七电机拆装与检修一、电机的定义及分类1、电动机是根据电磁感应原理,把电能转换为机械能,并输出机械转矩的原动机。
2、分类:直流按电流分同步交流单相异步绕线式三相鼠笼式二、电动机常见故障分析及判断电机常见故障主要分机械故障和电气故障两大类。
机械故障主要包括轴承、风扇、端盖、转轴、机壳等故障。
电气故障主要包括定子绕组、转子绕组和电路故障。
要正确判断电动机发生故障的原因,是一项复杂细致的工作。
电动机在运行时,不同的原因会产生很相似的故障现象,这给分析、判断和查找故障原因带来一定难度。
为了尽量缩短故障停机的时问,迅速修复电动机,对故障原因的判断要快而准。
电工在巡视检查时,可以通过自身韵感官来了解电动机的运行状态是否正常。
看,观察电机和所拖带的机械设备转速是否正常;看控制设备上的电压表、电流表批示数值有无超出规定范围,看控制线路中的指示、信号装置是否正常。
听,必须熟悉电动机启动、轻载、重载的声音特征;学会辨别电动机单相、过载等故障时的声音及转子扫膛、笼型转子断条、轴承故障时的特殊声音,可帮助查找故障部位。
摸,电动机过载及发生其他故障时,温升显著增加,造成工作温度上升,用手摸电动机外壳各部位即可判断温升情况。
闻,电动机严重发热或过载时问较长,会引起绝缘受损而散发特殊气味;轴承发热严重时也可挥发出油脂气味。
闻到特殊气味时,便可确认电动机有故障。
问,向操作者了解电动机运行时有无异常征兆;故障发生后,向操作者询问故障发生前后电动机及所拖带机械的症状,对分析故障原因很有帮助。
造成电动机故障的原因很多,仅靠最初查出的故障是不够的,还应在初步分析的基础上,使用各种仪表(万用表、兆欧表、钳形表及电桥)进行必要的测量检查。
除了要检查电动机本身可能出现的故障外,还要检查所拖带的机械设备及供电线路、控制线路。
通过认真检查,找出故障点,准确地分析造成故障的原因,才能有针对性地进行处理,采取预防措施,以防止故障再次发生。
电动机绕组展开图的画法所谓展开图,就是将电动机定子铁心带绕组用刀切开并摊平,按电动机绕组在定子铁心上的布置,画出的一种绕组展开图。
例1、一台24槽,4极电机,要求采用同心式绕组布置,求画绕组展开图。
1、根据要求先出每极所占槽数每极所占槽数=电动机的总槽数/(2P) 或=电动机的总槽数/4(极数)每极所占槽数=24/4=6槽如下图所示2、求出每极每相所占(即为极相组)槽数,即在一个磁极里(N或S)按三相平分所得的槽数。
每相在每个磁极里均按A、C、B的规律排列,而每相所占的槽数必定相等。
如下图所示。
每极每相所占槽数=每极所占槽数/3相=6/3=2槽3、画第一相绕组展开图根据上面计算分配得知,每极每相所占槽数为2,即第一极N中,A相占2槽(1、2槽)。
而第二极S中,A相也占2槽(7、8槽)。
第三极N中,A相也一样占2槽(13、14槽)。
而第四极S中,A相同样也占2槽(19、20槽)。
对于单层电动机而言,一个线圈有二个有效边,如果它的第一个有效边在N极,则另一个有效边就是在S极。
根据同心式绕组的画法,我们得出第一个N极和第二个S极的1------8槽(y=7)、2------7槽(y=5)相连的二个绕组,而第三个N极与第四个S极的连接与上面是相同的,分别是13------20、14------19相连,同样组成另二个绕组。
这样A相绕组全部画完(画时应逆时针方向)。
4、绕组的连接绕组的连接是按顺电流方向,逆时针,依绕组先后排列顺序依次连接。
A、电流的方向在同性磁极下电流方向必定相同,在异性磁极下电流的方向必定相反。
根据经验,相邻二相的电流方向恰恰相反(初学时电流方向一定要搞清)。
对于一个绕组而言,若规定了它的进出线的位置,按上图第一个线圈是由第1槽进线(它位于N极),可以确定电流的流向是向上。
而电流不管匝数有多少电流总是由第8槽流出(它位于S极),故电流的流向必定是向下的。
又由于第2槽与第1槽同处于N极,故第2槽的电流方向与第1槽相同,同是向上。
1 异步电动机结构Asynchronous Motor Structure1. 定子与转子三相交流异步电动机的定子铁芯由硅钢片叠成,在铁芯内圆有许多槽,用来嵌放定子绕组,见图1左图。
电动机的转子铁芯也由硅钢片叠成,在铁芯外圆有许多槽,用来嵌放转子绕组,见图1中图。
图1右图是转子铁心插入定子铁心示意图,定子铁芯与转子铁心之间留有气隙。
图1 定子铁芯与转子铁心本电动机模型是4极电动机,输入50周三相交流电时,产生每分钟1500转的旋转磁场。
定子铁芯有24个槽,在槽内嵌放着三相交流绕组,即定子绕组,三相绕组采用单层链式绕组,在本课件后面介绍其展开图。
图2是嵌好绕组的定子。
定子绕组引线通向机座外侧的接线盒,接线盒内接线见三相交流电机绕组课件。
图2 嵌放绕组的定子铁心定子铁芯固定在机座上,机座外面有散热筋(散热片)帮助定子散热,机座由铸铁或铸钢铸造。
下图是剖面的定子与机座图。
图3 剖面定子与机座三相交流异步电动机的转子铁芯外周的许多槽是用来嵌放转子绕组,笼型感应电动机的转子绕组是笼型结构,俗称鼠笼。
鼠笼由铜条或(铝条)与铜端环(铝端环)组成,参见异步电动机原理一节。
但应用最广的小型异步电动机采用在转子铁芯上直接浇铸熔化的铝液形成鼠笼转子,在转子槽内直接形成铝条即绕组,并同时铸出散热的风叶,简单又结实,图4是铸有笼型绕组的转子。
图4 笼型绕组的转子在转子转轴上装有风扇,风扇的作用在后面介绍,这些就是异步电动机的转动部分,见图5。
图5 笼型异步电动机转子2. 异步电动机整机在机座两端要安装端盖,端盖起着支撑转子的作用,同时密封电机。
端盖中部是轴承安装孔,安装好轴承后盖上轴承盖,在电动机的后端还有风扇罩,风扇罩的作用在后面介绍。
图6 电机端盖与风扇罩把转子插入定子中间,通过轴承安装在端盖上,端盖安装在机座上,装上风扇罩,一个三相交流异步电动机就组成了。
接入三相交流电源后定子产生的旋转磁场就可带动笼型转子旋转。
图7与图8是笼型三相异步电动机的剖视图。
第四章交流电机的修理1、交流电机的地位:在实际应用中,交流电机约占全部使用电机的85%以上,因此,掌握交流电机的修理工艺及试验方法,对于维修电工来说,有着十分重要的意义。
2、交流电机分类:交流电机有同步电机和异步电机两大类。
它们的定子结构完全相同,但转子区别很大。
第一节交流电机的绕组及其展开图一、概述1、三相交流电机的绕组指哪些绕组:三相同步电机定子绕组及三相异步电机的定子绕组和三相异步电机的转子绕组都称为三相交流电机的绕组。
2、电枢绕组指哪些绕组:由于三相电机的定子绕组或直流电机的转子绕组为是能量转换的“枢钮”,所以又称为电枢绕组。
(一)三相交流电机绕组构成的原则交流电机绕组的构成原则有以下三点。
1、三相交流电机的绕组必须是对称分布的。
对称的三相绕组应符合以下的条件①各相绕组的导体数、并联支路数相等,导体的规格一样。
②每相绕组在定子内圆周上均匀地分布,三相绕组在空间位置上各相差一个相同的角度。
2、绕组所建立的磁场在气隙中的分布接近正弦以使电机具有良好的性能3、要有一定的经济指标,即在相同的功率情况下体积小,材料省、紧固耐用。
(二)交流电机绕组的分类交流电机绕组的种类很多1、按相数分:有单相和三相绕组;2、按槽内层数分:⑪单层绕组:同心式、交叉式和链式;⑫双层绕组:有叠绕组和波绕组;3、按每极每相所占的槽数是整数还是分数:又有整数槽和分数槽两种本节仅以三相单层和双层绕组为例说明绕组的排列和连接。
(三)绕组的几个基本术语组元件。
线圈单元可以由一匝或互相绝缘的多匝导体组成,如图4—1所示。
有效部分:线圈单元有两个线圈边,每个线圈边嵌放在槽内直线部分的叫有效部分;端部:槽外部分叫端部。
首端和末端:线圈单元有两个引出线,一个叫首端,另一个叫末端。
2、极对数p 电机的主磁场沿气隙按N 、S 、N 、S ……交替分布,一对磁极形成一个周期。
如果沿气隙有户 个周期,则极对数为声。
图4—2是极对数p=4的电机的磁场分布情况。
同芯式绕组展开图所谓展开图,就是将电动机定子铁心带绕组用刀切开并摊平,按电动机绕组在定子铁心上的布置,画出的一种绕组展开图。
例1、一台24槽,4极电机,要求采用同心式绕组布置,求画绕组展开图。
1、根据要求先出每极所占槽数每极所占槽数=电动机的总槽数/(2P) 或=电动机的总槽数/4(极数)每极所占槽数=24/4=6槽如下图所示2、求出每极每相所占(即为极相组)槽数,即在一个磁极里(N或S)按三相平分所得的槽数。
每相在每个磁极里均按A、C、B的规律排列,而每相所占的槽数必定相等。
如下图所示。
每极每相所占槽数=每极所占槽数/3相=6/3=2槽3、画第一相绕组展开图根据上面计算分配得知,每极每相所占槽数为2,即第一极N中,A相占2槽(1、2槽)。
而第二极S中,A相也占2槽(7、8槽)。
第三极N中,A相也一样占2槽(13、14槽)。
而第四极S中,A相同样也占2槽(19、20槽)。
对于单层电动机而言,一个线圈有二个有效边,如果它的第一个有效边在N极,则另一个有效边就是在S极。
根据同心式绕组的画法,我们得出第一个N极和第二个S极的1——8槽(y=7)、2——7槽(y=5)相连的二个绕组,而第三个N极与第四个S极的连接与上面是相同的,分别是13——20、14——19相连,同样组成另二个绕组。
这样A相绕组全部画完(画时应逆时针方向)。
4、绕组的连接绕组的连接是按顺电流方向,逆时针,依绕组先后排列顺序依次连接。
A、电流的方向在同性磁极下电流方向必定相同,在异性磁极下电流的方向必定相反。
根据经验,相邻二相的电流方向恰恰相反(初学时电流方向一定要搞清)。
对于一个绕组而言,若规定了它的进出线的位置,按上图第一个线圈是由第1槽进线(它位于N极),可以确定电流的流向是向上。
而电流不管匝数有多少电流总是由第8槽流出(它位于S极),故电流的流向必定是向下的。
又由于第2槽与第1槽同处于N极,故第2槽的电流方向与第1槽相同,同是向上。
直流电机的绕组/article/article_229_1.html发布日期:2007-1-31 12:29:10 浏览:1736 [大中小]一、电枢绕组是直流电机的主要电路,是直流电机的一个重要部件对电枢绕组的要求是:在能通过规定的电流和产生足够的电动势前提下 ;尽可能节省有色金属和绝缘材料 ;并且要结构简单、运行可靠等一、简单的绕组:图1.2.1如果电枢上有四个线圈,换向器由八个换向片组成,(图1-2.1)因为上述模型如作发电机运行,由于线圈互相不联接,电流不能通过所有线圈 , 所以产生的电磁转矩与感应电动势大小不足 , 为此应该将所有线圈互相联接起来图1-2.2绕组中每个线圈的两个端子各接到一个换向片上,它是绕组的一个单元,称为元件 . 为了使一个元件两个有效边中所感应产生的电动势大小相等或相差不多,使电动势是叠加的,那么元件的跨距应等于或接近于一个极距。
为使线圈端接部分对称,线圈可采用如下连接形式(1.2.2)。
二、绕组的基本形式直流电机电枢绕组的基本形式: 1)单叠绕组 2)单波绕组实际电机中,为使元件端接部分能平整地排列,一般采用双层绕组(一)单叠绕组1.单叠绕组联接的特点元件两个端子联接于相邻的两个换向片上元件跨距:y1元件上层元件边与下层元件边之间空间距离(用槽数表示),一般等于或约等于电机的极距换向节距:yk元件上层元件边与下层元件边所联接的两个换向片之间的距离(用槽数表示)单叠绕组元件的连接情况 yk=1图1.2.3 单叠绕组元件的连接2.单叠绕组连接示例一台直流电动机的绕组数据为:极对数P=2,槽数Q为16,元件数S等于换向片数K和槽数Q,即Q=S=K=16,电机极距为:t = Q/2p = 16/2*2 =4取元件跨距为跨四个槽,y1=4,元件两端子所联换向片之间的距离yk=1(1) 单叠绕组元件联接顺序表表1-1 单叠绕组元件联接顺序表(2) 单叠绕组展开图图1.2.5 单叠绕组展开图注意:电机在运行过程中,绕组元件、换向器与电机磁极、电刷有相对运动, (3) 瞬时绕组电路图图1.2.6 瞬时绕组电路图3.单叠绕组的电路特点任一瞬时,处于同一磁极下的元件构成一条支路,因此采用单叠绕组的电机共有2P 条支路。
、本试卷共 6 页,请查看试卷中是否有缺页。
2、考试结束后,考生不得将试卷、答题纸和草稿纸带出考场。
一、 填空题(每小题 1 分,共 40 分)1、 同步电机空载运行时,隐极电机气隙磁动势波形是__阶梯波____波,凸极电机气隙磁动势波形是__平顶波_________波。
2、 同步电机有___旋转磁极式__和 __旋转电枢式___两种结构型式。
电枢绕组往往是高电压、大电流绕组,装在定子 上便于直接向外引出;而产生磁极磁场的励磁电流较小,励磁绕组放在__转子____ 上,方便引入。
为此,同步电机一般采用__旋转磁极式 式结构。
3、 同步发电机短路运行时,其电枢电流只有__直___轴分量,它所产生的电枢反应为纯粹的___去__磁作用。
短路特性的形状为___直___线。
4、 同步机0E 与U 的夹角是___功角___(功角、内功率因数角),该角本质上是___转子_ (转子、电枢、合成)磁场与___合成__(转子、电枢、合成)磁场的夹角,其符号决定着同步电机的运行方式,当该角为正值时,同步电机作为____发电机_ (发电机、电动机)运行,此时的转子磁场____超前(超前、滞后)电枢磁场;反之,为负值时,同步电机作为___电动机__ 运行,此时电枢磁场_____超前 (超前、滞后)转子磁场。
5、 三相同步发电机带感性负载对称运行时,保持功率因数不变,频率不变,增大发电机的输出电流,则发电机端电压将____下降__(升高、不变、下降),为了保持端电压不变,应当调节 __励磁电流___。
6、 用灯光黑暗法(直接接法)判定同步发电机是否可以并入电网时,如发现灯光轮流亮灭(灯光旋转),说明两者的__相序____不一致,如发现灯光闪烁速度较快,说明两者的___频率__差别较大,如发现灯光不能完全熄灭,说明两者的___相位或电压值_ 差别较大,理想的并网时刻是在灯光__完全变暗_时。
7、 直流电机空载运行时,主极磁场为___平顶__ 波;负载运行时,电枢反应使气隙合成磁场发生以下变化:福州大学至诚学院期末试卷 (A )卷2014——2015学年第 2 学期 课程名称《电机学(下)》 考试日期:2015年12月 日主考教师:林 珍、王榕生、杨明发 考试时间:120 分钟 专业: 班级: 考生学号: 考生姓名:注意:试卷评阅统一使用红色笔,要求对的打“√”,错的打“×”,并采用扣分的方法评定。
由电机展开图解读其嵌线工艺摘要:在技校维修电工专业实习教学中,三相异步电动机的嵌线工艺是教学的重点,也是教学的难点。
许多学生由于对三相异步电动机的展开图理解不深,嵌线时感觉无从下手,部分学生只是死记几种嵌线方法,不会灵活运用。
本文结合展开图解读其嵌线工艺,以期对维修电工专业学生有所帮助。
关键词: 嵌线工艺电动机1、单层链式绕组嵌线工艺图1是三相4极24槽单层链式绕组展开图。
每极每相槽数为2,线圈节距为1—6。
图1展开图上面一行数字表示嵌线顺序,下面一行数字表示线槽序号。
由图可以看出每一相都有4个线圈。
每一个线圈都有两个边,通常我们把先下的那一个边称为下层边,例如本例中的奇数槽里下的那一边(图上每个线圈的左边),都是下层边;后下的那一边称为上层边,例如本例中的偶数槽里下的那一边(图上每个线圈的右边),都是上层边。
每一个上层边都压着两个下层边,例如本例中的6槽里下的上层边压着5槽、3槽下的下层边,由此可见,单层链式绕组嵌线时一定要吊起两把线圈最后下,即吊把线圈2把。
嵌线步骤是按次序先嵌下层边,后嵌上层边;最后嵌吊起的两把线圈的上层边。
具体的嵌线顺序如下:(1)选好第一槽位置,靠近机座出线口。
(2)嵌槽1(U相第一个线圈的下层边),上层边吊起。
(3)空一槽24,嵌23槽(W相第一个线圈的下层边),上层边吊起。
(4)再空一槽22,嵌21槽(V相第一个线圈的下层边),上层边按节距1—6压着1槽、23槽的下层边嵌入槽2。
(5)再空一槽20,嵌入19槽(U相第二个线圈的下层边),上层边按节距1—6压着23槽、21槽下层边嵌入24槽。
此线圈与本相第一个线圈的连接关系是上层边与上层边相连或下层边与下层边相连,即尾、尾或首、首相连。
(6)以后W、V相按空一槽嵌入一槽的次序,轮流将U、W、V三相的4个线圈嵌完。
最后把吊把线圈两把嵌入,至此整个绕组全部嵌完。
单层链式绕组的嵌线规律是:嵌1槽,空1槽,吊2把线圈。
简称为“嵌1空1吊2”。
电机绕组展开图
直流电机的励磁绕组有好几种,有串励绕组,并励绕组,他励绕组。
转子上的绕组叫电枢绕组。
换向极上有换向绕组(用于改善电机换向)。
大容量的直流电机上,极靴上可能还会有补偿绕组(减小电枢反应带来的副作用)。
单相电机分主绕组和副绕组,也有的叫法是运行绕组和启动绕组。
三相异步电机一般就是定子绕组和转子绕组,一般的三相异步电机转子绕组是铸铝导条或都铜条,绕线式异步电机转子绕组也是嵌进去的漆包线。
同步电机分定子绕组和励磁绕组,有的同步电机有阻尼绕组,有的同步电动机有启动绕组。