电机学_第5篇_直流电机

2.电磁力形成转矩
❖ 当电流：a流入，x流出， 逆时针受力
❖ A边转过中性面后，若电流 不变，顺时针受力
❖ 交变的电磁转矩，转子摆动， 而不转
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第一节.直流电机的工作原理和结构
❖ 关键：换向： ➢将流过线圈中的电流方向及时的 加以变换。 ➢当线圈通过中性面时，改变线圈中电流方向 ➢则转矩方向不变。 ➢换向由换向器配合电刷进行
第一节.直流电机的工作原理和结构
2. 转动部分——转子（电枢） ❖ 作用：产生电磁转矩和感应电势
组成： ➢ 电枢铁心：作用： 磁路，嵌放绕组 材料：硅钢片 ➢ 电枢绕组：主电路，机电能量转换关键部件 ➢ 换向器：直流←→ 交流 发电机中：绕组中的交流电势→电刷上的直流电 势输出 电动机中：输入直流电流→绕组中的交流电流
第五篇 直流电机
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直流电机
第一节.直流电机的工作原理 第二节.直流电机的铭牌数据 第三节.直流电机的绕组* 第四节.直流电机的励磁方式及磁场 第六节.感应电动势和电磁转矩的计算 第七节.直流电机的运行原理 第八节.直流电机的换向 *
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第一节.直流电机的 工作原理和结构
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第一节.直流电机的工作原理和结构
二、直流发电机的工作原理
本质：导体切割磁力线产生感应电势 图中：导体ab在N极下产生电势：b→a
在S极下产生的电势： a→b 输出电势为交流
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第一节.直流电机的工作原理和结构
关键：换向 线圈与外电路在适当位置交换连接。
❖
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第三节.直流电机的绕组
❖1.单叠绕组
特点：单：元件两个端子联接于相邻两个换向片上。 叠：后一绕组叠加在前一绕组上（向后移一个
槽） 第一节距：元件跨距 （y1槽数） 换向节距：上层元件边与下层元件边所联接 的两个换向片间的距离。y k
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第三节.直流电机的绕组
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第三节.直流电机的绕组
图 116 单叠绕组 2p展 4,开 SK 图 16
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瞬间绕组连接电路图
23 4
A1 A2
5 5 B 1
6
29 8 76
1
9
110
10 11 12 13
13 14
1
16 15 14
B2
要点：
•绕组顺次连接
•四个支路：ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ=p
序
❖ 电动机：
➢ 绕组中流过电流，产生电磁转矩，使线圈在磁场里 转动，在线圈中产生反电动势，吸收功率。
➢ 电能 机械能
❖ 发电机：
➢ 线圈在磁场里转动产生感应电势，换向引出后接负 载，电流流过线圈产生制动的电磁转矩，吸收机械 功率。
➢ 机械能 电能 ❖ 关键：电枢
➢ 电枢表面开槽，槽内放绕组：电枢绕组
电枢中交变 换 电 向 器 动 ， 电 直 势 刷流电动
图中： A始终“＋”； B始终“－” 电刷输出：大小变化，方向不变的脉振磁势。 实质：带换向器的交流发电机。 可逆原理： 电动 机发电机
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第一节.直流电机的工作原理和结构
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第一节.直流电机的工作原理和结构
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第一节.直流电机的工作原理和结构 一、直流电动机的工作原理
1. 皮－萨电磁力定理
通电导体在磁场中受力：设 B垂直于l
大小：f Bil
B磁感应强度（ wb/ m2） i 导体中的电流A（） l 导体的有效长度m（）
方向：左手定则
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第一节.直流电机的工作原理和结构
UN (V )
电动:输 机出机械 PN 功 UNI率 N
发电:输 机出电PN 功 U率 NIN
IN ( A)
❖ 额定励磁电压：nN(r / min)
❖ 额定励磁电流： U fN (V )
❖ 励磁方式
I fN ( A)
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第三节.直流电机的绕组
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第三节.直流电机的绕组
❖ 单叠绕组：yk=1 第k+1元件的首端与第k元件末端连于一点，并连到
第k个换向片上 双层绕组：元件数S＝换向片数K ＝槽数Q 绕组展开图：上层元件边（首端）－ 实线
下层元件边（末端）－ 虚线 相邻元件依次串联，形成闭合回路。
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第三节.直流电机的绕组
N
y1
S
1 23
yk 1
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第二节.直流电机的铭牌数据
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第二节.直流电机的铭牌数据
❖ 额定功率： ❖ 额定电压： ❖ 额定电流： ❖ 额定转速：
PN (kw)
•四个元件被电刷短路：1,5,9,13
•不同极面下电流方向相反
•电刷A1、A2 并联， B1、B2并联
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第三节.直流电机的绕组
❖ 单波绕组(了解)
特点：绕组“一路向前走” 一元件的两端子所连两换向片相距很远（即：yk 2 y）1 绕电枢一周后总的所跨过换向片数为 k 1个 即：联接到起始换向片的后（或前）一个换向片，即
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第三节.直流电机的绕组
二.绕组的基本形式
❖ 元件：即一个绕组 ❖ 直流电机绕组为双层绕组 ❖ 一个元件的两个边：一个边放一个槽的上层，
另一个边放另一槽的下层。两端子接在两换向 片上 ❖ 两种基本形式：单叠绕组、单波绕组
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第三节.直流电机的绕组
三、结构
➢ 两大部分（定子、转子） 1. 静止部分——定子 ❖ 作用：(产生磁场) ❖ 组成：
➢ 主磁极：铁心＋线圈，线圈中通入励磁电流(直流电) →主生磁场
➢ 换向极：位置：在两主磁极之间；作用：改善换向 ➢ 机座： 固定主磁极、换向极等；磁路的一部分 ➢ 电刷装置：换向
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图115单叠绕组元件在 联电 接枢 的上 情况
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第三节.直流电机的绕组
例：直流电动机， p 2 ,Q K S 1 6 ,y 1 4 ,y k 1
N极：磁力线进入纸面 S极：磁力线穿出纸面 → ：电磁转矩方向 编号：元件号＝元件上层边所放槽号＝上层边所边换向
片号；所有元件，从某一号换向片出发，绕过电枢一 周，形成一闭合回路。