直流电机电枢绕组

电枢绕组的常用术语 • 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)， 每个虚槽的上、下层各有一个元件边。虚槽数用Zi 表示。设槽内每层有μ 个虚槽，若实槽数为Z，虚 槽数为Zi，则Zi= μ Z。
电枢绕组的常用术语
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—9(后）端接部分； 4—（前端接）首、末端 c）1—槽楔；2—线圈绝缘；3—导线；4—层间绝缘；5 —槽绝缘；6 —槽底绝缘
两个直接串联的后一个元件的端部是紧叠在前一个元件的端部上，所以称为“迭” 绕组。因为同一元件的换向器节距为1，所以称为“单迭”绕组。 用槽数表示的y和用换向片表示的yk在数值上是相等的
电枢绕组的常用术语
绕组主要分类： 大的分类为环形和鼓形；环形绕组只曾在原始电机用过；现 代直流电机均用鼓形绕组，它又分为叠绕组、波绕组和蛙形绕 组。鼓形绕组比环形绕组制造容易，又节省导线，运行较可靠， 经济性好，故现在均用鼓形绕组。
(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。 (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。
单叠绕组
单波绕组
y y1 y2 y y1 y2
(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。
单迭和单波绕组及其节距
• 小结
– 直流电机电枢绕组是无头无尾的闭合绕组； – 直流电机电枢绕组至少有2条并联支路。 – 单叠绕组 a = p 即并联支路对数恒等于电机 极对数 – 单波绕组 a = 1 即并联支路对数恒等于1
• 电刷放置的一般原则是确保空载时通过 正、负电刷引出的电动势最大，或者说， 被电刷短路的元件中的电动势为零。
单叠绕组
解:1．计算绕组数据: Qμ Z 16 y1 4 2p 2 2 因为是单叠，所以 Y=Yk=1 2．画绕组展开图: 假想把电枢从某一槽的中间沿轴向切开展示成平面， 所得绕组连接图称为绕组展开图。 （1）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。
单叠绕组 （2）根据Y1，画出第一个元件的上下层边（1～ 5槽），令上层边所在的槽号为元件号。 （3）接上换向片，1、2片之间对准元件中心线， 之后等分换向器，定出换向片号； （4）画出第二个元件，上层边在第2槽，与第一 个元件的下层边联接；下层边在第6槽与3号换向 联接。按此规律，一直把16个元件全部联起来。 （5）放磁极：磁极应均匀分布在圆周上，N极磁 力线垂直向里（进入纸面），S极向外（从纸面 穿出）；




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N
S
N
S
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A1
B1
A2
B2
A+
Ia B-
单叠绕组
取一瞬间（如图F1-16瞬间），将此瞬间不与电刷接触的换向片 省去不画，可以得到图1-15的并联支路图。可以看出单叠绕组的连 接规律是将同一磁极下的各个元件串联起来组成一条支路。所以， 单叠绕组的并联支路对数a总等于极对数p，即a=p。
– 对于端接对称的元件，电刷放置在主极轴 线下的换向片上。
2）当元件的几何形状左右对称，电刷在换向器表面上的位置对 准主磁极中心线时，支路电动势最大； 3）电刷数等于磁极数（全额电刷）。 4）电枢电动势等于支路感应电动势； 5）电枢电流等于两条支路电流之和。 单叠绕组与单波绕组的主要区别在于并联支路对数的多少。 单叠绕组可以通过增加极对数来增加并联支路对数。适用于低 电压大电流的电机；单波绕组的并联支路对数a=1，但每条支路 串联的元件数较多，适用于小电流较高电压的电机。
第一节矩y1：同一元件的两个有效边在电枢表面所跨的距离，通 常用槽数来表示 合成节矩y：直接相连的两个元件的对应边在电枢表面的距离，通 常用槽数来表示
选择的原则：应使每个元件的感应电动势和电磁转矩尽可能地大，所以应接近或等于 换向器矩yk：每个元件的首末端所连接的两个换向片在换向器表面上的 一个极距。等于极距，称为整矩绕组；小于极距，称为短距绕组；大于极距，称为长 距离，通常用所跨的换向片数来表示 距绕组 。短距绕组端部接线短，省铜且利于换向，常用。 哪种节距的元件产生的感应电动势最大，为什么？
直流电机电枢绕组
电枢绕组的常用术语
•元件（线圈）：绕组线圈称为绕组元件，分单匝和 多匝。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。 •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。
电枢绕组的常用术语
•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 若用虚槽数表示为（槽数）

Zμ
2p
式中
D—电枢外径(m)； p—磁极对数。
极距位置示意图
电枢绕组的常用术语
•绕组节距：绕组节距通常用虚槽数或换向片数表示。
(1)第一节距Y1：同一个元件的两个有效边在电枢表面跨过的 距离。
环形绕组示意图
鼓形绕组示意图
电枢绕组的常用术语
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。 波绕组：指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。
叠绕组示意图
波绕组示意图
电枢绕组的的节距 b)单波绕组
a)单叠绕组
单叠绕组
单叠绕组：是指相邻元件(线圈)相互叠压, 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，它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 下面通过例子说明单叠绕组如何连接，有何特点。 例:已知某直流电机的极对数p=2 ，虚槽数Zi，元件数S，及 换向片数为K，S=K=Zi=16,试画出单叠绕组展开图。
单叠绕组并联支路图
单叠绕组
单叠绕组的特点： 1）同一主磁极下的元件串联成一条支路，主磁极 数与并联支路数相同。 2）电刷数等于主磁极数，电刷位置应使感应电动 势最大，电刷间电动势等于并联支路电动势。 3）电刷个数等于极数。
单波绕组
单波绕组 单波绕组的特点：
1）上层边位于同一极性磁极下的所有元件串联起来组成一条支 路，并联支路对数恒等于1，与磁极对数无关；
单叠绕组
槽按轴向展开俯视图并编号
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展开,编号;放元件;元件接到换向片;放主磁极,放电刷; 思考1：观察一下电刷的位置，这个位置是最佳的吗？为什么？（以电动机为例说明） 思考2:有多少条并联支路？ 电刷应放在被其所短路的元件电动势为零的位置，使其中心线与磁极中心线重合。 电刷放在几何中性线上，并不代表电刷的实际位置，而是指被电刷短路的元件的两个有 电枢转向 效边处于几何中性线。
单叠绕组 （6）放电刷：对准在磁极轴线下，画一个换向片 宽（实际上K很多，电刷宽＝2～3片宽）。并把相 同极性下的电刷并联起来。实际运行时，电刷是 静止不动的，电枢在旋转，但是被电刷所短路的 元件，永远都是处于电机的几何中性线，其感应 电动势是接近零的。为使正、负电刷间引出的电 动势最大，我们已知被电刷所短路的元件电动势 为零，在元件端接线对称的情况下，电刷的实际 位置应在磁极中性线下，所以习惯上称为“电刷 放在几何中性线位置”。