直流电机电枢绕组电动势电磁转矩资料

直流电机电枢绕组
主要内容：
1、电枢绕组常见概念; 2、单叠绕组； 3、单波绕组；
一、电枢绕组的常用概念
作用：
是直流电机的核心部分； 在磁场中旋转产生感应电动势、 通过电流产生电磁转矩；电动 势与电流的乘积就是电磁功 率；电磁转矩与电枢旋转机械 角速度的乘积就是电磁功率， 是实现能量转换的重要部分。
单波绕组
y y1 y2
单叠绕组
y y1 y2
Y2 Y1
Y
12
N
S
123
YK
一、电枢绕组的常用概念
Y2 Y1
Y
12
N
S
2
y Z 1 p
N
S
NS
123
YK 单叠绕组
1 K 1
yk p
单波绕组
二、电枢Байду номын сангаас组分类
电枢绕组主要分为两类：
(1)叠绕组：单叠 复叠 (2)波绕组：单波 复波
二、电枢绕组分类
组成:
由许多形状完全一样的单匝绕组 元件（或多匝元件）以一定的 规律嵌放在电枢铁心的槽内。
绕组元件称为线圈或元件。
图1 电枢绕组 1—上层边； 2—下层边； 3—端接部分； 4—首、末端
一、电枢绕组的常用概念
元件（线圈）：构成绕组的线圈称为绕组元件，分单匝和
多匝两种。一个元件由两条元件边和端接线组成，元件边放 在槽内，能切割磁力线而产生感应电动势，叫“有效边”， 端接线放在槽外，不切割磁力线，仅作为连接线用。每个元 件的一个元件边放在某一个槽的上层，另一个元件边则放在 另一槽的下层。
5 —槽绝缘；6 —槽底绝缘
一、电枢绕组的常用概念
极距：相邻两个主磁极轴线沿电枢表面之间的距离，用
表示为（距离）
D
2p
若用槽数表示为（槽数）
Z
2p
式中：D—电枢外径(m)； p—磁极对数。
图3极极距距位位置置示示意意图图
一、电枢绕组的常用概念
绕组节距：
指被连接起来的两个元件
边或换向片之间的距离，通常 用虚槽数或换向片数表示。 (1)第一节距y1：
电枢绕组分类
单叠绕组：
指相邻元件(线圈)相互叠压，第一元件的出线端接到相 邻的换向片上，第一个元件的下层边（虚线）连接着第二个 元件的上层边，第二个元件的上层边放在第一元件上层边相 邻的第二个槽内。合成节距与换向节距均为1，即：y=yk=1
绕组展开图
绕组展开图就是把放在电枢铁心里的、由元件构成的电 枢绕组单独取出来，画在一张图里，以表示槽里各元件彼此 在电路上的连接情况。只是原理图，并非实际电枢绕组的结 构图，有助于理解电枢绕组在电路上的连接情况。
叠绕组：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。
当把每一个元件连接成绕组 时，连接的顺序是从左向右
Y2 Y1
进行，称为右行绕组。反之，
Y
称为左行绕组。
12
N
S
123
YK
二、电枢绕组分类
波绕组：把相隔约为一对极距的同极性磁场下的相应元
件串联起来，象波浪式的前进。
p+1个元件的位置不能与第一元件重叠，只能放在第一个
元件相邻的电枢槽里。因此，
pyk Ze m1
同样，从换向器上看，第p个
2
y Z 1 p
元件的末端不能直接连到与 第一个元件始端相连的换向
N
S
NS
片上，只能连到与起始换向
片商，即
1
pyk K m1 由上面两式得：
K 1 yk p
二、电枢绕组分类
近与或等于极距，有：
y1
Z 2p
16 22
4;
y yk 1; y2 y1 y 3
单叠电枢绕组连接
是使Y1为整数的小数，如果 0 ，该线圈为整距线圈
（绕组）；若 0，线圈为短距线圈（绕组） ；若 ，
线圈 为0长距线圈（绕组）。
2．画绕组展开图: （1）画元件边。
先画16根等长、等距的实线，代表各槽上层元件边， 再画16根等长等距的虚线，代表各槽下层元件边。
槽的上、下层各有一个元件边。虚槽数用 Ze 表示。 设槽内每层有u个虚槽，虚槽数和实槽的关系：
Ze Z
极 轴 线：磁极的中心线。 几何中性线：是指主磁极 N 极和 S 极的机械分界线。 物理中性线：把 N 极与 S 极磁场为零处的分界线称为物理
中性线。
一、电枢绕组的常用概念
图2 a)元件 b)绕组元件在槽内的放置 c）实槽与虚槽 b）1—上层边； 2—下层边； 3—端接部分； 4—首、末端 c）1—槽楔； 2—线圈绝缘；3—导线； 4—层间绝缘；
y
yk
K m1 p
Ze m1 p
2
y Z 1 p
式中正负号的选择，应首先
N
S
NS
满足换向器节距yk或合成节 距y等于整数。当取正号时， 第p个元件的末端落在起始 换向片的右边称为右行绕组； 若取负号，第p个元件的末端
1 K 1
yk p
落在换向片的左边称为左行绕
组，左行绕组短接线不交叉，制造工艺简单，用得较多。
直接相连的两个单波绕组不是在同一个 2
磁极下，而是分别处于相邻的
y Z 1
两对主磁极下。两个元件的
p
对应边在电枢表面的距离
N
S
NS
合成节距y约等于两个极距。
也就是说这两个元件在磁场中
相对位置基本相同，因此，电 1
动势方向相同，电磁转矩方向 也相同。
K 1 yk p
二、电枢绕组分类
设电机有p对磁极，单波电枢绕组一周串联了p个元件，第
单叠电枢绕组连接
下面通过例子说明单叠绕组如何连接，有何特点？
例:已知某直流发电机的极对数2p=4 ，电枢槽数Z=16，
极距
Z 2p
，元件数S等于及换向片数K也等于电枢槽数
Ze，S=K=Ze=16，试画出右行单叠绕组展开图。
解: 1．计算绕组数据
选择Y1的依据是尽量让元件里感应电动势最大，即Y1应接
单叠电枢绕组连接
同一个元件的两个有效边 在电枢表面跨过的距离。 (2)第二节距y2：
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距离。
Y2 Y1
Y
12
N
S
123
YK
一、电枢绕组的常用概念
(3)合成节距y： 连接同一换向片上的两个
元件对应边之间的距离。 (4)换向器节距yK：
同一元件首末端连接的 换向片之间的距离。
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。每一个元件的两个端 点分别接在不同的换向片上，每个换向片接两个不同的线圈 端头,由此可见，整个电枢的元件数S等于换向片数K，即 S=K。
一、电枢绕组的常用概念
实槽：电机电枢上实际开出的槽叫实槽。实槽数用Z表示。
虚槽：即单元槽(每层元件边的数量等于虚槽数)，每个虚