第三章-直流電機(jī)的電樞繞組

第三章直流電機(jī)的電樞繞組電樞繞組要求：在導(dǎo)體數(shù)量一定的條件下，應(yīng)能夠產(chǎn)生盡可能大的電勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩，并要力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，維護(hù)方便。種類：?jiǎn)委B繞組、單波繞組、復(fù)疊繞組、復(fù)波繞組、混合繞組等。重點(diǎn)講授：繞制規(guī)律、并聯(lián)電路、電刷位置及性能特點(diǎn)。本章主要內(nèi)容一、電樞繞組的一般知識(shí)二、單疊繞組三、單波繞組四、電樞繞組的感應(yīng)電勢(shì)一、電樞繞組的一般知識(shí)2、繞組的元件兩端分別連接到兩個(gè)換向片上的單匝或多匝線圈1、電樞繞組在電樞上，由一些形狀相同的繞組元件按一定規(guī)律連接成“電樞繞組”。一、電樞繞組的一般知識(shí)2、繞組的元件

(1)元件邊：元件放在電樞槽中的線段(有效導(dǎo)體)。端部：元件在電樞槽以外的連接部分。

(2)雙層繞組：上層邊、下層邊?，F(xiàn)代直流電機(jī)為雙層繞組，元件一個(gè)邊放在某一槽的上層，稱為上層邊，它的另一個(gè)邊則放在另一槽的下層，稱為下層邊。

(3)實(shí)際槽數(shù)Z、虛槽數(shù)Z1：3、電樞繞組和換向片通過(guò)換向片，6個(gè)元件依次串聯(lián)構(gòu)成一個(gè)閉合回路一、電樞繞組的一般知識(shí)位于對(duì)稱位置的電刷將閉合的6個(gè)線圈分成兩條對(duì)稱的并聯(lián)支路4、電樞繞組、換向片與電刷連接兩個(gè)電刷位于換向器內(nèi)圓對(duì)稱位置（實(shí)際放置在外圓上）一、電樞繞組的一般知識(shí)5、幾個(gè)基本概念(1)元件數(shù)S，換向片數(shù)K，槽數(shù)Z一、電樞繞組的一般知識(shí)對(duì)于,即實(shí)際槽數(shù)＝虛槽數(shù)的雙繞組情況。(2)節(jié)距電樞繞組的連接規(guī)律用節(jié)距表示(詳見(jiàn)下面的單疊繞組)二、單疊繞組1、繞組的節(jié)距單疊繞組：將相鄰位置的元件順序串聯(lián)。1、第一節(jié)距2、第二節(jié)距定義：元件下層邊與其相連接的元件上層邊之間的跨距。

定義：一個(gè)元件兩個(gè)邊的之間的跨距。

3、合成節(jié)距

和換向片節(jié)距

為緊相連接的兩元件對(duì)應(yīng)邊之間的跨距。為元件的首尾端所連接的兩個(gè)換向片之間的跨距。二、單疊繞組第一節(jié)距：元件的跨度；

第二節(jié)距和合成節(jié)距：元件之間的連接關(guān)系和繞組型式。直觀表示出元件的連接規(guī)律、元件與換相器的連接方式、電刷的位置和個(gè)數(shù)。

(2)實(shí)例步驟：計(jì)算節(jié)距二、單疊繞組2、繞組輻射圖①直流電機(jī)：?jiǎn)委B繞組構(gòu)成實(shí)例步驟：②近似的電機(jī)橫截面示意圖

③元件連接次序表

繞組連接()nv12151314163456789101112（元件序號(hào)）（元件序號(hào)）（幾何中線）1號(hào)元件的上層邊放置在1號(hào)槽，并起于1號(hào)換向片。相隔4個(gè)槽(即5號(hào)槽)放置1號(hào)元件的下層邊。然后將1號(hào)元件下層邊連接在與1號(hào)換向片相隔1個(gè)換向片的2號(hào)換向片上。畫(huà)輻射圖④

12151314163456789101112選擇電刷位置原則為使正、負(fù)電刷間引出的電動(dòng)勢(shì)最大，電刷應(yīng)放在不同支路的交界處；在元件的端接線左、右對(duì)稱的情況下，此位置恰好在磁極中心線下，所以有“電刷位于磁極軸線上”之說(shuō)。(從實(shí)際電機(jī)空間觀察電刷位置的表述)選擇電刷位置原則由于被電刷短路的4個(gè)元件的邊恰好位于兩個(gè)主級(jí)中間的幾何中線位置，如忽略元件和換向片的連線長(zhǎng)度時(shí)，電刷就直接與旋轉(zhuǎn)到幾何中線上的元件邊相接觸了。所以還有“電刷位于幾何中線上”之說(shuō)。該處的磁通密度為零，故被電刷短路的元件電勢(shì)等于零，被電刷短路時(shí)不會(huì)產(chǎn)生環(huán)流，又對(duì)換向有利。121513141634567891011123、電樞繞組展開(kāi)圖1.槽展開(kāi)2.繞組放置3.安放磁極電刷槽展開(kāi)繞組放置安放磁極、電刷12345678910111213141615NSNS+-+-+－二、單疊繞組4、并聯(lián)支路符號(hào)圖12345678910111213141615NSNS+-+-+－二、單疊繞組單疊繞組的特點(diǎn)并聯(lián)支路對(duì)數(shù)等于磁極對(duì)數(shù)，即。電刷組數(shù)等于磁極數(shù)。4、并聯(lián)支路符號(hào)圖二、單疊繞組5、討論

磁極寬度、電刷寬度、支路元件數(shù)12345678910111213141615NSNS+-+-+－三、單波繞組1、單波繞組的節(jié)距單波繞組:順序相連的兩元件處在相鄰極對(duì)下相近位置。(1)第一節(jié)距(2)合成節(jié)距(3)第二節(jié)距2、單波繞組構(gòu)成實(shí)例直流電機(jī)：

步驟：①

計(jì)算節(jié)距②近似的電機(jī)橫截面示意圖

③元件連接次序表

3、單波繞組展開(kāi)圖槽展開(kāi)繞組放置安放磁極、電刷123456789101112131415NSNS+-+-+－4、并聯(lián)支路符號(hào)圖單波繞組把所有處于相同極性下的元件都串聯(lián)起來(lái)構(gòu)成兩條并聯(lián)支路。單波繞組的并聯(lián)支路對(duì)數(shù)與極對(duì)數(shù)無(wú)關(guān)，總等于1，即。單波繞組從理論上講，只需設(shè)兩組電刷。但一般仍采用2P

組電刷。它可以減少電刷的接觸面積，隨之可有效縮短換向器的長(zhǎng)度以節(jié)省用銅量，還可平衡繞組支路電勢(shì)。特別注意上述講解的繞組輻射圖、繞組展開(kāi)圖和繞組并聯(lián)支路符號(hào)圖等只是為了講述方便給出了一個(gè)特例。隨著電樞旋轉(zhuǎn)，各元件的位置隨著時(shí)間變化，構(gòu)成支路的元件（包括數(shù)目）在交替更換，另外磁極和電刷的寬度也隨著設(shè)計(jì)要求也有所變化，上述各圖具有許多不同的形式，但總體來(lái)講，各類圖中其形式是類似的，計(jì)算結(jié)果也是相近的，而基本原理是完全一致的。直流電機(jī)繞組的總結(jié)①所有的直流電機(jī)的電樞繞組是無(wú)頭無(wú)尾的閉合繞組。②電樞繞組的支路數(shù)(2a)永遠(yuǎn)是成對(duì)出現(xiàn)，這是由于磁極數(shù)(2p)是一個(gè)偶數(shù)。③電刷放置的一般原則是確?？蛰d時(shí)通過(guò)正、負(fù)電刷引出的電動(dòng)勢(shì)最大，或者說(shuō)，被電刷短路的元件中的電動(dòng)勢(shì)為零或接近于零。④對(duì)于端接對(duì)稱的元件，電刷也就放置在主極軸線下的換向片上。

單疊繞組和單波繞組的區(qū)別單疊繞組和單波繞組的區(qū)別四、電樞繞組的感應(yīng)電勢(shì)1、定義：正負(fù)電刷之間的直流電勢(shì)，也等于電樞繞組的并聯(lián)支路電勢(shì)。(簡(jiǎn)稱電樞電勢(shì))2、計(jì)算方法：電樞繞組總導(dǎo)體數(shù)為N(),每條支路串聯(lián)的有效導(dǎo)體數(shù)為N/2a。求出