直流電機電樞繞組

1、直流電機電樞繞組直流電機電樞繞組電樞繞組的常用術(shù)語電樞繞組的常用術(shù)語 元件（線圈）：元件（線圈）：繞組線圈稱為繞組元件，分單匝和繞組線圈稱為繞組元件，分單匝和多匝。一個元件由兩條元件邊和端接線組成，元件邊多匝。一個元件由兩條元件邊和端接線組成，元件邊放在槽內(nèi)，能切割磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，叫放在槽內(nèi)，能切割磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，叫“有有效邊效邊”，端接線放在槽外，不切割磁力線，僅作為連，端接線放在槽外，不切割磁力線，僅作為連接線用。每個元件的一個元件邊放在某一個槽的上層，接線用。每個元件的一個元件邊放在某一個槽的上層，另一個元件邊則放在另一槽的下層。另一個元件邊則放在另一槽的下層。元件的首末

2、端：元件的首末端：每一個元件均引出兩根線與換向片每一個元件均引出兩根線與換向片相連，其中一根稱為首端，另一根稱為末端。每一個相連，其中一根稱為首端，另一根稱為末端。每一個元件的兩個端點分別接在不同的換向片上，每個換向元件的兩個端點分別接在不同的換向片上，每個換向片接兩個不同的線圈端頭。片接兩個不同的線圈端頭。 實槽：實槽：電機電樞上實際開出的槽叫實槽。實槽數(shù)電機電樞上實際開出的槽叫實槽。實槽數(shù)用用Z Z表示。表示。 虛槽：虛槽：即單元槽即單元槽( (每層元件邊的數(shù)量等于虛槽數(shù)每層元件邊的數(shù)量等于虛槽數(shù)) )，每個虛槽的上、下層各有一個元件邊。虛槽數(shù)用每個虛槽的上、下層各有一個元件邊。虛槽數(shù)用Z

3、 Zi i表示。設(shè)槽內(nèi)每層有表示。設(shè)槽內(nèi)每層有個虛槽，若實槽數(shù)為個虛槽，若實槽數(shù)為Z Z，虛，虛槽數(shù)為槽數(shù)為Z Zi i，則，則Z Zi i= Z= Z。電樞繞組的常用術(shù)語電樞繞組的常用術(shù)語 a) a)元件元件 b)b)繞組元件在槽內(nèi)的放置繞組元件在槽內(nèi)的放置 c c）實槽與虛槽）實槽與虛槽 b b）1 1上層邊；上層邊； 2 2下層邊；下層邊； 3 39(后）后）端接部分；端接部分； 4 4（前端接）（前端接）首、末端首、末端 c c）1 1槽楔；槽楔；2 2線圈絕緣；線圈絕緣；3 3導(dǎo)線；導(dǎo)線；4 4層間絕緣；層間絕緣；5 5 槽絕緣；槽絕緣；6 6 槽底絕緣槽底絕緣電樞繞組的常用術(shù)語電樞

4、繞組的常用術(shù)語 極距：極距：相鄰兩個相鄰兩個主磁極主磁極軸線沿電樞表面之間的距離，用軸線沿電樞表面之間的距離，用 表示為（距離）表示為（距離）pD2若用虛槽數(shù)表示為（槽數(shù)）若用虛槽數(shù)表示為（槽數(shù)）式中式中 D D電樞外徑電樞外徑(m)(m)； p p磁極對數(shù)。磁極對數(shù)。p2Z Z電樞繞組的常用術(shù)語電樞繞組的常用術(shù)語 極距位置示意圖極距位置示意圖繞組節(jié)距：繞組節(jié)距：繞組節(jié)距通常用虛槽數(shù)或換向片數(shù)表示。繞組節(jié)距通常用虛槽數(shù)或換向片數(shù)表示。(1)(1)第一節(jié)距第一節(jié)距Y Y1 1：同同一個元件的兩個有效邊在電樞表面跨過的一個元件的兩個有效邊在電樞表面跨過的距離。距離。(2)(2)第二節(jié)距第二節(jié)距Y

5、Y2 2：連至同一換向片上的兩個元件中第一個元件連至同一換向片上的兩個元件中第一個元件的下層邊與第二個元件的上層邊間的距離。的下層邊與第二個元件的上層邊間的距離。(3)(3)合成節(jié)距合成節(jié)距Y Y：連接同一換向片上的兩個元件對應(yīng)邊之間的連接同一換向片上的兩個元件對應(yīng)邊之間的距離。距離。 (4)(4)換向器節(jié)距換向器節(jié)距Y YK K：同一元件首末端連接的換向片之間的距離。同一元件首末端連接的換向片之間的距離。21yyy單疊繞組單疊繞組21yyy單波繞組單波繞組電樞繞組的常用術(shù)語電樞繞組的常用術(shù)語 單迭和單波繞組及其節(jié)距第一節(jié)矩y1：同一元件的兩個有效邊在電樞表面所跨的距離，通常用槽數(shù)來表示合成節(jié)

6、矩y：直接相連的兩個元件的對應(yīng)邊在電樞表面的距離，通常用槽數(shù)來表示選擇的原則：應(yīng)使每個元件的感應(yīng)電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩盡可能地大，所以應(yīng)接近或等于一個極距。等于極距，稱為整矩繞組；小于極距，稱為短距繞組；大于極距，稱為長距繞組 。短距繞組端部接線短，省銅且利于換向，常用。哪種節(jié)距的元件產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大，為什么？換向器矩yk：每個元件的首末端所連接的兩個換向片在換向器表面上的距離，通常用所跨的換向片數(shù)來表示用槽數(shù)表示的y和用換向片表示的yk在數(shù)值上是相等的兩個直接串聯(lián)的后一個元件的端部是緊疊在前一個元件的端部上，所以稱為“迭”繞組。因為同一元件的換向器節(jié)距為1，所以稱為“單迭”繞組。繞組主要分類：

7、繞組主要分類： 大的分類為大的分類為環(huán)形環(huán)形和和鼓形鼓形；環(huán)形繞組只曾在原始電機用過；現(xiàn)；環(huán)形繞組只曾在原始電機用過；現(xiàn)代直流電機均用代直流電機均用鼓形繞組，它又分為疊繞組、波繞組和蛙形繞鼓形繞組，它又分為疊繞組、波繞組和蛙形繞組組。鼓形繞組比環(huán)形繞組制造容易，又節(jié)省導(dǎo)線，運行較可靠，。鼓形繞組比環(huán)形繞組制造容易，又節(jié)省導(dǎo)線，運行較可靠，經(jīng)濟性好，故現(xiàn)在均用鼓形繞組。經(jīng)濟性好，故現(xiàn)在均用鼓形繞組。環(huán)形繞組示意圖環(huán)形繞組示意圖 鼓形繞組示意圖鼓形繞組示意圖電樞繞組的常用術(shù)語電樞繞組的常用術(shù)語 疊繞組：疊繞組：指串聯(lián)的兩個元件總是后一個元件的端接部分緊疊在指串聯(lián)的兩個元件總是后一個元件的端接部分緊

8、疊在前一個元件端接部分，整個繞組成折疊式前進。前一個元件端接部分，整個繞組成折疊式前進。波繞組：波繞組：指把相隔約為一對極距的指把相隔約為一對極距的同極性同極性磁場下的相應(yīng)元件串磁場下的相應(yīng)元件串聯(lián)起來，象波浪式的前進。聯(lián)起來，象波浪式的前進。波繞組示意圖波繞組示意圖疊繞組示意圖疊繞組示意圖電樞繞組的常用術(shù)語電樞繞組的常用術(shù)語 電樞繞組的常用術(shù)語電樞繞組的常用術(shù)語 電樞繞組的節(jié)距電樞繞組的節(jié)距a)a)單疊繞組單疊繞組 b)b)單波繞組單波繞組a)a)b)b) 單疊繞組：單疊繞組：是指相鄰元件是指相鄰元件( (線圈線圈) )相互疊壓相互疊壓, , 元件的出線元件的出線端接到相鄰的換向片上，第一個

9、元件的下層邊（虛線）連接端接到相鄰的換向片上，第一個元件的下層邊（虛線）連接著第二個元件的上層邊，它放在第一元件上層邊相鄰的第二著第二個元件的上層邊，它放在第一元件上層邊相鄰的第二個槽內(nèi)。合成節(jié)距與換向節(jié)距均為個槽內(nèi)。合成節(jié)距與換向節(jié)距均為1,1,即：即：Y=YY=Yk k=1=1 下面通過例子說明單疊繞組如何連接，有何特點。下面通過例子說明單疊繞組如何連接，有何特點。例例: :已知某直流電機的極對數(shù)已知某直流電機的極對數(shù)p=2 p=2 ，虛槽數(shù)，虛槽數(shù)ZiZi，元件數(shù)，元件數(shù)S S，及，及換向片數(shù)為換向片數(shù)為K K，S=K=ZS=K=Zi i=16,=16,試畫出單疊繞組展開圖。試畫出單疊繞

10、組展開圖。單疊繞組單疊繞組解解:1:1計算繞組數(shù)據(jù)計算繞組數(shù)據(jù): :因為是單疊，所以因為是單疊，所以 Y=YY=Yk k=1=1 2 2畫繞組展開圖畫繞組展開圖: : 假想把電樞從某一槽的中間沿軸向切開展示成平面，假想把電樞從某一槽的中間沿軸向切開展示成平面，所得繞組連接圖稱為所得繞組連接圖稱為繞組展開圖繞組展開圖。（1 1）先畫）先畫1616根等長、等距的實線，代表各槽上層元件邊，根等長、等距的實線，代表各槽上層元件邊，再畫再畫1616根等長等距的虛線，代表各槽下層元件邊。根等長等距的虛線，代表各槽下層元件邊。4221621pZy單疊繞組單疊繞組Q Q（2 2）根據(jù)）根據(jù)Y1Y1，畫出第一個

11、元件的上下層邊（，畫出第一個元件的上下層邊（1 15 5槽），令上層邊所在的槽號為元件號。槽），令上層邊所在的槽號為元件號。（3 3）接上換向片，）接上換向片，1 1、2 2片之間對準(zhǔn)元件中心線，片之間對準(zhǔn)元件中心線，之后等分換向器，定出換向片號；之后等分換向器，定出換向片號；（4 4）畫出第二個元件，上層邊在第）畫出第二個元件，上層邊在第2 2槽，與第一槽，與第一個元件的下層邊聯(lián)接；下層邊在第個元件的下層邊聯(lián)接；下層邊在第6 6槽與槽與3 3號換向號換向聯(lián)接。按此規(guī)律，一直把聯(lián)接。按此規(guī)律，一直把1616個元件全部聯(lián)起來。個元件全部聯(lián)起來。（5 5）放磁極：磁極應(yīng)均勻分布在圓周上，）放磁極：

12、磁極應(yīng)均勻分布在圓周上，N N極磁極磁力線垂直向里（進入紙面），力線垂直向里（進入紙面），S S極向外（從紙面極向外（從紙面穿出）；穿出）；單疊繞組單疊繞組（6 6）放電刷：對準(zhǔn)在磁極軸線下，畫一個換向片）放電刷：對準(zhǔn)在磁極軸線下，畫一個換向片寬（實際上寬（實際上K K很多，電刷寬很多，電刷寬2 23 3片寬）。并把相片寬）。并把相同極性下的電刷并聯(lián)起來。實際運行時，電刷是同極性下的電刷并聯(lián)起來。實際運行時，電刷是靜止不動的，電樞在旋轉(zhuǎn)，靜止不動的，電樞在旋轉(zhuǎn)，但是被電刷所短路的但是被電刷所短路的元件，永遠(yuǎn)都是處于電機的元件，永遠(yuǎn)都是處于電機的幾何中性線幾何中性線，其感應(yīng)，其感應(yīng)電動勢是接近零

13、的。為使正、負(fù)電刷間引出的電電動勢是接近零的。為使正、負(fù)電刷間引出的電動勢最大，我們已知被電刷所短路的元件電動勢動勢最大，我們已知被電刷所短路的元件電動勢為零，在元件端接線對稱的情況下，電刷的實際為零，在元件端接線對稱的情況下，電刷的實際位置應(yīng)在位置應(yīng)在磁極中性線磁極中性線下，所以習(xí)慣上稱為下，所以習(xí)慣上稱為“電刷電刷放在幾何中性線位置放在幾何中性線位置”。單疊繞組單疊繞組單疊繞組單疊繞組槽按軸向展開俯視圖并編號展開,編號;放元件;元件接到換向片;放主磁極,放電刷;思考1：觀察一下電刷的位置，這個位置是最佳的嗎？為什么？（以電動機為例說明）電刷應(yīng)放在被其所短路的元件電動勢為零的位置，使其中心線

14、與磁極中心線重合。電刷放在幾何中性線上，并不代表電刷的實際位置，而是指被電刷短路的元件的兩個有效邊處于幾何中性線。思考2:有多少條并聯(lián)支路？ 單疊繞組并聯(lián)支路圖單疊繞組并聯(lián)支路圖單疊繞組單疊繞組 取一瞬間（如圖取一瞬間（如圖F1-16F1-16瞬間），將此瞬間不與電刷接觸的換向片瞬間），將此瞬間不與電刷接觸的換向片省去不畫，可以得到圖省去不畫，可以得到圖1-151-15的并聯(lián)支路圖?？梢钥闯鰡委B繞組的連的并聯(lián)支路圖。可以看出單疊繞組的連接規(guī)律是將同一磁極下的各個元件串聯(lián)起來組成一條支路。所以，接規(guī)律是將同一磁極下的各個元件串聯(lián)起來組成一條支路。所以，單疊繞組的單疊繞組的并聯(lián)支路對數(shù)并聯(lián)支路對數(shù)

15、a a總等于極對數(shù)總等于極對數(shù)p p，即，即a=pa=p。單疊繞組的特點：單疊繞組的特點：1 1）同一主磁極下的元件串聯(lián)成一條支路，主磁極）同一主磁極下的元件串聯(lián)成一條支路，主磁極數(shù)與并聯(lián)支路數(shù)相同。數(shù)與并聯(lián)支路數(shù)相同。2 2）電刷數(shù)等于主磁極數(shù)，電刷位置應(yīng)使感應(yīng)電動）電刷數(shù)等于主磁極數(shù)，電刷位置應(yīng)使感應(yīng)電動勢最大，電刷間電動勢等于并聯(lián)支路電動勢。勢最大，電刷間電動勢等于并聯(lián)支路電動勢。 3 3）電刷個數(shù)等于極數(shù)。）電刷個數(shù)等于極數(shù)。單疊繞組單疊繞組單波繞組單波繞組單波繞組的特點：單波繞組的特點：1 1）上層邊位于同一極性磁極下的所有元件串聯(lián)起來組成一條支）上層邊位于同一極性磁極下的所有元件串

16、聯(lián)起來組成一條支路，并聯(lián)支路對數(shù)恒等于路，并聯(lián)支路對數(shù)恒等于1 1，與磁極對數(shù)無關(guān)；，與磁極對數(shù)無關(guān)；2 2）當(dāng)元件的幾何形狀左右對稱，電刷在換向器表面上的位置對）當(dāng)元件的幾何形狀左右對稱，電刷在換向器表面上的位置對準(zhǔn)主磁極中心線時，支路電動勢最大；準(zhǔn)主磁極中心線時，支路電動勢最大；3 3）電刷數(shù)等于磁極數(shù)（）電刷數(shù)等于磁極數(shù)（全額電刷全額電刷）。）。4 4）電樞電動勢等于支路感應(yīng)電動勢；）電樞電動勢等于支路感應(yīng)電動勢；5 5）電樞電流等于兩條支路電流之和。）電樞電流等于兩條支路電流之和。 單疊繞組與單波繞組的主要區(qū)別在于單疊繞組與單波繞組的主要區(qū)別在于并聯(lián)支路對數(shù)的多少并聯(lián)支路對數(shù)的多少。單疊繞組可以通過單疊繞組可以通過增加極對數(shù)來增加并聯(lián)支路對數(shù)增加極對數(shù)來增加并聯(lián)支路對數(shù)。適用于。適用于低低電壓大電流的電機電壓大電流的電機；單波繞組的；單