直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理

關(guān)于直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理第一頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦1.1直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理

直流電機(jī)直流電動(dòng)機(jī)：直流發(fā)電機(jī)：將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。第二頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦主磁極換向極電刷裝置機(jī)座端蓋定子轉(zhuǎn)子電樞鐵芯電樞繞組換向器轉(zhuǎn)軸軸承1.1直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理

1.1.1直流電機(jī)的主要結(jié)構(gòu)電樞鐵芯勵(lì)磁繞組第三頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦第四頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦圖1-1直流電機(jī)結(jié)構(gòu)圖

第五頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦第六頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦圖1-2直流電機(jī)的正剖面圖1．極靴2．電樞齒3．電樞槽4．主磁極5．勵(lì)磁繞組6．機(jī)座（磁軛）7．換向極8．換向極繞組9．電樞繞組10．電樞鐵芯11．底腳第七頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦⒈１.1直流電機(jī)基本結(jié)構(gòu)直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成。直流電機(jī)運(yùn)行時(shí)靜止不動(dòng)的部分稱(chēng)為定子，其主要作用是產(chǎn)生磁場(chǎng)，由機(jī)座、主磁極、換向極、端蓋、軸承和電刷裝置等組成。運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)的部分稱(chēng)為轉(zhuǎn)子，其主要作用是產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩或感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，是直流電機(jī)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的樞紐，所以通常又稱(chēng)為電樞，由轉(zhuǎn)軸、電樞鐵心、電樞繞組、換向器和風(fēng)扇等組成。

第八頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦

1．定子部分

1)主磁極

主磁極的作用是產(chǎn)生氣隙磁場(chǎng)。主磁極由主磁極鐵心和勵(lì)磁繞組兩部分組成，如圖1-3所示。鐵心用0.5～1.5mm厚的鋼板沖片疊壓鉚緊而成，上面套勵(lì)磁繞組的部分稱(chēng)為極身，下面擴(kuò)寬的部分稱(chēng)為極靴，極靴寬于極身，既可使氣隙中磁場(chǎng)分布比較理想，又便于固定勵(lì)磁繞組。勵(lì)磁繞組用絕緣銅線繞制而成，套在極身上，再將整個(gè)主磁極用螺釘固定在機(jī)座上。

第九頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦圖1-3主磁極

極靴極身第十頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦

2)換向極（commutatingpole）兩相鄰主磁極之間的小磁極叫換向極，也叫附加極或間極。換向極的作用是改善電機(jī)換向，減小電機(jī)運(yùn)行時(shí)電刷與換向器之間可能產(chǎn)生的火花。換向極由換向極鐵心和換向極繞組構(gòu)成，如圖1-4所示。換向極鐵心一般用整塊鋼制成。對(duì)換向性能要求較高的直流電機(jī)，換向極鐵心可用1～1.5mm厚的鋼板沖制疊壓而成。換向極繞組用絕緣導(dǎo)線繞制而成，套在換向極鐵心上。整個(gè)換向極用螺釘固定于機(jī)座上。換向極的數(shù)目一般與主磁極相等。

第十一頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦圖1-4換向極結(jié)構(gòu)第十二頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦

3)機(jī)座

電機(jī)定子部分的外殼稱(chēng)為機(jī)座。機(jī)座一方面用來(lái)固定主磁極、換向極和端蓋，并起到整個(gè)電機(jī)的支撐和固定作用；另一方面也是磁路的一部分，借以構(gòu)成磁極之間的通路，磁通通過(guò)的部分稱(chēng)為磁軛。為保證機(jī)座具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和良好的導(dǎo)磁性能，一般為鑄鋼件或由鋼板焊接而成。

第十三頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦

4)電刷裝置

電刷裝置用以引入或引出直流電壓或直流電流。電刷裝置由電刷、刷握桿和刷桿座等組成。電刷放在刷握內(nèi)，用彈簧壓緊，使電刷與換向器之間有良好的滑動(dòng)接觸，如圖1-５所示，刷握固定在刷桿上，刷桿裝在圓環(huán)形的刷桿座上，相互之間必須絕緣。刷桿座裝在端蓋或軸承內(nèi)蓋上，圓周位置可以調(diào)整，調(diào)好以后加以固定。

第十四頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦圖1-5電刷盒裝配1．刷盒2．電刷3．銅絲辮4．壓緊彈簧第十五頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦

2．轉(zhuǎn)子(電樞)部分

1)電樞鐵心是主磁通磁路的主要部分，同時(shí)用以嵌放電樞繞組。為了降低電機(jī)運(yùn)行時(shí)的電樞鐵心中產(chǎn)生的渦流損耗和磁滯損耗，電樞鐵心用0.5mm厚的硅鋼片沖制的沖片疊壓而成，沖片形狀如圖1-6所示。疊成的鐵心固定在轉(zhuǎn)軸或轉(zhuǎn)子支架上。鐵心的外圓開(kāi)有電樞槽，槽內(nèi)嵌放電樞繞組。

第十六頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦圖1-6電樞鐵心沖片(a)矩形槽；

(b)梨形槽

第十七頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦

2)電樞繞組

電樞繞組的作用是產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩或感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，是直流電機(jī)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵部件。它由許多線圈按一定規(guī)律連接而成，線圈用高強(qiáng)度漆包線或玻璃絲包扁銅線繞成。不同線圈邊分上、下兩層嵌放在電樞槽中，線圈與鐵心之間以及上、下兩層線圈邊之間都必須妥善絕緣。為防止離心力將線圈邊甩出槽外，槽口用槽楔(xie)固定，如圖1-7所示。線圈邊的端接部分用熱固性無(wú)緯玻璃帶進(jìn)行綁扎。

第十八頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦圖1-7電樞繞組在槽中的絕緣情況

第十九頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦

3)換向器

在直流電動(dòng)機(jī)中，換向器配以電刷能將外加直流電源轉(zhuǎn)換為電樞線圈中的交變電流，使電磁轉(zhuǎn)矩的方向恒定不變；在直流發(fā)電機(jī)中，換向器配以電刷能將電樞線圈中感應(yīng)產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)轉(zhuǎn)換為正、負(fù)電刷上引出的直流電動(dòng)勢(shì)。換向器是由許多換向片組成的圓柱體，換向片之間用云母片絕緣。換向片的緊固通常如圖1-8所示，換向片的下部做成鴿尾形，兩端用鋼制Ｖ形套筒和Ｖ形云母環(huán)固定，

再加螺母鎖緊。圖1-9為直流電機(jī)換向器的側(cè)剖面圖。第二十頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦圖1-8換向器

圖1-9直流電機(jī)換向器的側(cè)剖面圖第二十一頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦

4)轉(zhuǎn)軸

轉(zhuǎn)軸起支撐轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的作用，

需有一定的機(jī)械強(qiáng)度和剛度，

一般用圓鋼加工而成。

第二十二頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦1.1.2直流電機(jī)的基本原理1、直流發(fā)電機(jī)工作原理

右圖為直流發(fā)電機(jī)的物理模型，N、S為定子磁極，abcd是固定在可旋轉(zhuǎn)導(dǎo)磁圓柱體上的線圈，線圈連同導(dǎo)磁圓柱體稱(chēng)為電機(jī)的轉(zhuǎn)子或電樞。線圈的首末端a、d連接到兩個(gè)相互絕緣并可隨線圈一同旋轉(zhuǎn)的換向片上。轉(zhuǎn)子線圈與外電路的連接是通過(guò)放置在換向片上固定不動(dòng)的電刷進(jìn)行的。第二十三頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦

當(dāng)原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)后，如右圖。

可見(jiàn)，和電刷A接觸的導(dǎo)體總是位于N極下，和電刷B接觸的導(dǎo)體總是位于S極下。

導(dǎo)體ab在S極下，a點(diǎn)低電位，b點(diǎn)高電位；導(dǎo)體cd在N極下，c點(diǎn)低電位，d點(diǎn)高電位；電刷A極性仍為正，電刷B極性仍為負(fù)。第二十四頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦

可見(jiàn)，和電刷A接觸的導(dǎo)體總是位于N極下，和電刷B接觸的導(dǎo)體總是位于S極下，因此電刷A的極性總是正的，電刷B的極性總是負(fù)的，在電刷A、B兩端可獲得直流電動(dòng)勢(shì)。

實(shí)際直流發(fā)電機(jī)的電樞是根據(jù)實(shí)際需要有多個(gè)線圈。線圈分布在電樞鐵芯表面的不同位置，按照一定的規(guī)律連接起來(lái)，構(gòu)成電機(jī)的電樞繞組。磁極也是根據(jù)需要N、S極交替旋轉(zhuǎn)多對(duì)。第二十五頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦

直流發(fā)電機(jī)工作原理:

直流發(fā)電機(jī)在原動(dòng)機(jī)的拖動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，電樞上的導(dǎo)體切割磁力線產(chǎn)生交變電動(dòng)勢(shì)，再通過(guò)換向器的換向作用，在電刷間獲得直流電壓輸出，從而實(shí)現(xiàn)了機(jī)械能轉(zhuǎn)換成直流電能的目的。第二十六頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦2、直流電動(dòng)機(jī)工作原理

把電刷A、B接到直流電源上，電刷A接正極，電刷B接負(fù)極。此時(shí)電樞線圈中將電流流過(guò)，如右圖。

直流電動(dòng)機(jī)是將電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能的旋轉(zhuǎn)機(jī)械。

在磁場(chǎng)作用下，N極性下導(dǎo)體ab受力方向從右向左，S極下導(dǎo)體cd受力方向從左向右。該電磁力形成逆時(shí)針?lè)较虻碾姶呸D(zhuǎn)矩。當(dāng)電磁轉(zhuǎn)矩大于阻轉(zhuǎn)矩時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)子逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。第二十七頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦

原N極性下導(dǎo)體ab轉(zhuǎn)到S極下，受力方向從左向右，原S極下導(dǎo)體cd轉(zhuǎn)到N極下，受力方向從右向左。該電磁力形成逆時(shí)針?lè)较虻碾姶呸D(zhuǎn)矩。線圈在該電磁力形成的電磁轉(zhuǎn)矩作用下繼續(xù)逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。

當(dāng)電樞旋轉(zhuǎn)到右圖所示位置時(shí)

同直流發(fā)電機(jī)相同，實(shí)際的直流電動(dòng)機(jī)的電樞并非單一線圈，磁極也并非一對(duì)。第二十八頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦

直流電動(dòng)機(jī)的工作原理:

直流電動(dòng)機(jī)在外加電壓的作用下，在導(dǎo)體中形成電流，載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中將受電磁力的作用，由于換向器的換向作用，導(dǎo)體進(jìn)入異性磁極時(shí)，導(dǎo)體中的電流方向也相應(yīng)改變，從而保證了電磁轉(zhuǎn)矩的方向不變，使直流電動(dòng)機(jī)能連續(xù)旋轉(zhuǎn)，把直流電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能輸出。第二十九頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦從以上分析可見(jiàn)：一臺(tái)直流電機(jī)原則上既可以作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，也可以作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行，取決于外界不同的條件。如果在電刷端外加直流電壓，則電機(jī)把電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行；如用原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)直流電機(jī)的電樞旋轉(zhuǎn)，電機(jī)能將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為直流電能，作發(fā)電機(jī)運(yùn)行。這種同一臺(tái)電機(jī)既能作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，又能作發(fā)電機(jī)運(yùn)行的原理，在電機(jī)理論中稱(chēng)為可逆原理。

[本節(jié)作業(yè)：P111-1.1-2.1-3.]第三十頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦

電樞繞組是直流電機(jī)的核心部分。無(wú)論是發(fā)電機(jī)還是電動(dòng)機(jī)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩都在電樞繞組中產(chǎn)生，電樞繞組是實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的樞紐，電樞繞組的名稱(chēng)由此而來(lái)，并為此把直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子稱(chēng)為電樞。

1.2直流電機(jī)的電樞繞組

1.2.1基本知識(shí)

第三十一頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦1.繞組元件

構(gòu)成繞組的線圈稱(chēng)為繞組元件，是用絕緣銅線繞制的。元件的開(kāi)始端頭稱(chēng)首端，終了端頭稱(chēng)末端。嵌放在電樞鐵芯槽中的直線部分稱(chēng)有效邊，連接兩個(gè)有效邊的部分稱(chēng)為端接部分，如圖1-10所示。一個(gè)元件可以是單匝或多匝。第三十二頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦圖1-10直流電樞繞組元件

(a)疊繞組元件；(b)波繞組元件

第三十三頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦每個(gè)元件有兩個(gè)出線端，稱(chēng)首端和末端，與換向片相連的一端為前端接，另一端叫后端接。為便于嵌線，每個(gè)元件的一個(gè)元件邊嵌放在某一槽的上層，稱(chēng)為上元件邊，畫(huà)圖時(shí)以實(shí)線表示；另一個(gè)元件邊則嵌放在另一槽的下層，稱(chēng)為下元件邊，畫(huà)圖時(shí)以虛線表示，圖1-11所示。

每一個(gè)元件有兩個(gè)元件邊，每片換向片又總是接一個(gè)元件的上層邊和另一元件的下層邊，所以元件數(shù)S總等于換向片數(shù)K，即

(1.3.1)2.線圈數(shù)、槽數(shù)、換向片數(shù)的關(guān)系：第三十四頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦圖1-11電樞繞組在槽內(nèi)的放置第三十五頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦每個(gè)元件有兩個(gè)元件邊，而每個(gè)電樞槽分上下兩層嵌放兩個(gè)元件邊，所以元件數(shù)S又等于槽數(shù)Z

，即

(1-2)對(duì)于小容量電機(jī)，電樞直徑小，電樞鐵心外圓不宜開(kāi)太多槽時(shí)，往往在一個(gè)槽的上層和下層各放兩個(gè)元件邊，即把一個(gè)實(shí)槽當(dāng)成u個(gè)虛槽使用。虛槽數(shù)與實(shí)槽數(shù)Z之間的關(guān)系為

(1-3)為分析方便起見(jiàn)，本書(shū)中均設(shè)u＝l。

第三十六頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦3.疊繞組和波繞組

疊繞組是指相串聯(lián)的后一個(gè)元件端接部分緊疊在前一個(gè)元件端接部分的上面，整個(gè)繞組成褶疊式前進(jìn)；波繞組是指相串聯(lián)的兩個(gè)元件像波浪式的前進(jìn)如圖所示。圖1-12電樞繞組和節(jié)距132y1y2yyk單疊繞組132y1y2yyk7單波繞組第三十七頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦1.2.2電樞繞組的節(jié)距1．極距

極距就是一個(gè)磁極在電樞表面的空間距離。2．第一節(jié)距y1

第一節(jié)距是指一個(gè)線圈兩有效邊之間在電樞表面上的跨距，以槽數(shù)表示，如圖1-12所示。由于線圈邊要放入槽內(nèi)，所以應(yīng)是整數(shù)。而為了讓組能感應(yīng)出最大的電動(dòng)勢(shì)，應(yīng)使接近或等于極距。為了節(jié)省銅線及其工藝的方便，一般采用短距或整距繞組。第三十八頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦3．第二節(jié)距y2

它是指相串聯(lián)的兩個(gè)相鄰線圈中，第一個(gè)線圈的下層邊與相鄰的第二個(gè)線圈的上層邊之間的距離，用槽數(shù)表示。4．換向片節(jié)距yk

線圈的兩端所連接的換向片之間距離，用該線圈跨過(guò)的換向片數(shù)來(lái)表示。5．合成節(jié)距y

它是指相串聯(lián)的兩個(gè)相鄰線圈對(duì)應(yīng)的有效邊之間的距離，用槽數(shù)表示。單波繞組單疊繞組第三十九頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦

單疊繞組是指元件的首端和末端分別接到相鄰的兩片換向片上，下一個(gè)元件疊在前一個(gè)元件之上。繪制展開(kāi)圖的步驟是：第一步：計(jì)算繞組的各節(jié)距。包括、y、y1。第二步：畫(huà)槽、畫(huà)元件，按順序編號(hào)。每槽用兩條短線表示，實(shí)線表示上層，虛線表示下層。

注意：實(shí)線上的標(biāo)號(hào)既表示槽號(hào)又表示元件號(hào)，同時(shí)還表示該元件的上層邊所在的位置。1.2.3單疊繞組

第四十頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦第三步：畫(huà)換向片，按順序編號(hào)。

用小方塊代表各換向片，換向片與電樞同周長(zhǎng)，換向片的編號(hào)也是按順序從左向右并以第一元件上層邊所連接的換向片作為第一換向片號(hào)。第四步：排列、連接繞組。

根據(jù)各節(jié)距按規(guī)律排列連接。第四十一頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦

第五步：放置主磁極。

主磁極應(yīng)N、S極交替地、均勻地放置在各槽之上，每個(gè)磁極的寬度約為0.7倍的極距。第六步：安放電刷。

在展開(kāi)圖中，直流電機(jī)的電刷置于磁極中心線下，電刷大小與換向片相同，電刷數(shù)與主磁極數(shù)相同。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，直流電機(jī)電刷的位置是通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法確定的。第四十二頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦〔例〕

已知一臺(tái)直流電機(jī)，2p=2，S=K=Z=8，畫(huà)出單疊繞組展開(kāi)圖。解：計(jì)算繞組的各節(jié)距：(1)極距：

(2)第一節(jié)距：(3)合成節(jié)距：y=yk=1按照上述步驟繪制單疊繞組的展開(kāi)圖，如下圖所示。第四十三頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦第四十四頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦單疊繞組的并聯(lián)支路圖畫(huà)出元件的連接及有關(guān)的換向片和電刷，就成了繞組的并聯(lián)支路圖。并聯(lián)支路圖，就是繞組的電路簡(jiǎn)圖第四十五頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦單疊繞組的特點(diǎn)（1）合成節(jié)距y和換向片節(jié)距yk

：y=yk=1；（2）并聯(lián)支路數(shù)：

2a=2p；（3）同一個(gè)主磁極下的元件串聯(lián)在一起組成一個(gè)支路，有幾個(gè)主磁極就有幾條支路；（4）電刷數(shù)等于主磁極數(shù)，電刷位置應(yīng)使支路感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，電刷間電動(dòng)勢(shì)等于并聯(lián)支路電動(dòng)勢(shì)；（5）電樞電流等于各并聯(lián)支路電流之和。第四十六頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦

例1-1計(jì)算單疊繞組，的節(jié)距，，，求出并聯(lián)支路數(shù)。第四十七頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦解：采用短距繞組，則并聯(lián)支路數(shù)：第四十八頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦1.2.4單波繞組

單波繞組直接相連的兩個(gè)線圈的對(duì)應(yīng)邊不是在同一個(gè)主磁極下面，而是分別處于相鄰兩對(duì)主磁極中的同極性磁極下面，合成節(jié)距約等于兩個(gè)極距。

當(dāng)取“+”時(shí)，第p個(gè)線圈的末端將置于第1個(gè)換向片的右邊，稱(chēng)為右行繞組；

當(dāng)取“-”時(shí)，第p個(gè)線圈的末端將置于第1個(gè)換向片的左邊，稱(chēng)為左行繞組。左行繞組端接線較短，易于制作，故得到廣泛應(yīng)用。第四十九頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦2p=4，Z=15單波短距繞組的展開(kāi)圖第五十頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦單波繞組并聯(lián)支路圖單波繞組對(duì)應(yīng)的瞬間并聯(lián)支路圖如圖所示。由圖可知，單波繞組只有一對(duì)并聯(lián)支路，支路對(duì)數(shù)與磁極對(duì)數(shù)無(wú)關(guān)，即a=1。第五十一頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦單波繞組的特點(diǎn)（1）合成節(jié)距y和換向片節(jié)距yk

：

；（2）并聯(lián)支路對(duì)數(shù)：a=1；（3）電樞電動(dòng)勢(shì)等于支路感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；（4）正負(fù)電刷間電動(dòng)勢(shì)最大。第五十二頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦

例1-2計(jì)算單波繞組，的節(jié)距，，，求出并聯(lián)支路數(shù)。第五十三頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦解：由于采用短距繞組，

說(shuō)明：右行繞組（y=10），左行繞組（y=9）。

并聯(lián)支路數(shù)：第五十四頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦單疊繞組和單波繞組的主要差別在于并聯(lián)支路對(duì)數(shù)的多少。由于在同樣元件數(shù)的情況下，單疊繞組的并聯(lián)支路多，但各支路的元件數(shù)較少，因而單疊繞組的電壓低于單波繞組，而允許通過(guò)的電樞電流卻大于單波繞組。因此，單疊繞組適用于低電壓、大電流的電機(jī)，單波繞組適用于高電壓、小電流的電機(jī)。

[本節(jié)作業(yè)：P121-13；1-14。]第五十五頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦1.3直流電機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)及主要系列1.3.1直流電機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)

銘牌數(shù)據(jù)主要包括：電機(jī)型號(hào)、額定功率、額定電壓、額定電流、額定轉(zhuǎn)速和勵(lì)磁電流、勵(lì)磁方式、勵(lì)磁電壓、工作方式、絕緣等級(jí)等，此外還有電機(jī)的出廠數(shù)據(jù)，如出廠編號(hào)、出廠日期等。第五十六頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦1．直流電機(jī)的型號(hào)其格式為：第一個(gè)字符用大寫(xiě)的漢語(yǔ)拼音表示產(chǎn)品系列代號(hào)，第二個(gè)字符用阿拉伯?dāng)?shù)字表示設(shè)計(jì)序號(hào)，第三個(gè)阿拉伯?dāng)?shù)字是機(jī)座中心高，第四個(gè)阿拉伯?dāng)?shù)字表示電樞鐵芯長(zhǎng)度代號(hào)，第五個(gè)阿拉伯?dāng)?shù)字表示端蓋的代號(hào)。

例如型號(hào)是Z4—200—21的直流電機(jī)，Z是系列（即一般用途直流電動(dòng)機(jī)）代號(hào)，阿拉伯?dāng)?shù)字4表示設(shè)計(jì)序號(hào)，200是電機(jī)中心高（mm），21中的2是電樞鐵芯長(zhǎng)度代號(hào)，1是端蓋的代號(hào)。第五十七頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦2．直流電機(jī)的額定值（1）額定功率對(duì)于發(fā)電機(jī)來(lái)說(shuō)，是指正負(fù)電刷之間輸出的電功率；對(duì)于電動(dòng)機(jī)，則是指軸上輸出的機(jī)械功率。額定功率與額定電壓和額定電流的關(guān)系：直流電動(dòng)機(jī)直流發(fā)電機(jī)PN＝UNINηN×10-3kW

PN＝UNIN×10-3kW第五十八頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦直流電機(jī)運(yùn)行時(shí)，如果各個(gè)物理量均為額定值，就稱(chēng)電機(jī)工作在額定運(yùn)行狀態(tài)，亦稱(chēng)為滿載運(yùn)行。在額定運(yùn)行狀態(tài)下，電機(jī)利用充分，運(yùn)行可靠，并具有良好的性能。如果電機(jī)的電流小于額定電流，稱(chēng)為欠載運(yùn)行；電機(jī)的電流大于額定電流，稱(chēng)為過(guò)載運(yùn)行。欠載運(yùn)行，電機(jī)利用不充分，效率低；過(guò)載運(yùn)行，易引起電機(jī)過(guò)熱損壞。根據(jù)負(fù)載選擇電機(jī)時(shí)，最好使電機(jī)接近于滿載運(yùn)行。

第五十九頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦（2）額定電壓指額定運(yùn)行狀況下，直流發(fā)電機(jī)的輸出電壓或直流電動(dòng)機(jī)的輸入電壓，單位為V。（3）額定電流指在額定情況下，電機(jī)流出或流入的電流，單位為A。直流發(fā)電機(jī)額定電流為：

直流電動(dòng)機(jī)額定電流為：第六十頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦（4）額定效率

式中PN—是額定輸出功率；

P1—是輸入功率。（5）額定轉(zhuǎn)速nN

在額定功率、額定電壓、額定電流時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，單位為r/min。

（6）額定勵(lì)磁電壓

Uf

在額定情況下，勵(lì)磁繞組所加的電壓，單位為V。（7）額定勵(lì)磁電流If

在額定情況下，通過(guò)勵(lì)磁繞組的電流，單位為A。第六十一頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦直流電機(jī)出線端標(biāo)志繞組名稱(chēng)出線端標(biāo)志新國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)舊國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)電樞繞組換向極繞組補(bǔ)償繞組串勵(lì)繞組并勵(lì)繞組他勵(lì)繞組A1A2

B1B2

C1C2

D1D2

E1E2

F1F2

S1S2

H1H2

BC1BC2

C1C2

B1B2

T1T2注意：下標(biāo)1是首端，為正極；下標(biāo)2是末端，為負(fù)極。

第六十二頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦

例1-3一臺(tái)直流發(fā)電機(jī)，已知額定功率，，，求該發(fā)電機(jī)的額定電流。第六十三頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦解：第六十四頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦

例1-4一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)，已知其額定功率，，，，試求額定電流是多少？第六十五頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦解：第六十六頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦

例1-5一臺(tái)直流發(fā)電機(jī)，額定功率，，，，求該發(fā)電機(jī)的額定電流及額定負(fù)載時(shí)的輸入功率。第六十七頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦解：第六十八頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦1.3.2直流電機(jī)的主要系列搞系列化的目的是為了產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化和通用化。我國(guó)電機(jī)的主要系列有：（1）Z2系列。一般用途的中小型直流電機(jī)。（2）Z和ZF系列。一般用途的中大型直流電機(jī)，其中“Z”為直流電動(dòng)機(jī)系列，“ZF”為直流發(fā)電機(jī)系列。（3）ZT系列。用于恒功率且調(diào)速范圍較寬的寬調(diào)速直流發(fā)電機(jī)。（4）ZZJ系列。冶金輔助拖動(dòng)機(jī)械用的冶金起重直流電動(dòng)機(jī)，它具有快速起動(dòng)和承受較大過(guò)載能力的特性。（5）ZQ系列。電力機(jī)車(chē)、工礦電機(jī)車(chē)和蓄電池供電的電車(chē)用的直流牽引電動(dòng)機(jī)。第六十九頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦

（6）Z—H系列。船舶上各種輔機(jī)船用的直流電動(dòng)機(jī)。（7）ZA系列。用于礦井和易爆氣體場(chǎng)合的防安爆全型直流電機(jī)。（8）ZU系列。用于龍門(mén)刨床的直流電動(dòng)機(jī)。（9）ZW系列。是無(wú)槽直流電動(dòng)機(jī)，在快速響應(yīng)的伺服系統(tǒng)中作執(zhí)行元件。（10）ZLJ系列。是力矩直流電動(dòng)機(jī)，在伺服系統(tǒng)中做執(zhí)行元件。（11）BFG系列。是直流三換向片永磁電動(dòng)機(jī)，用于盒式錄音機(jī)、電動(dòng)玩具等。第七十頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦

例1-6

某臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)的額定值為：PN＝12kW，UN＝220V，nN＝1500r／min，

＝89.2％，試求該電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)行時(shí)的輸入功率P1及電流IN。．

第七十一頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦額定電流

解：額定輸入功率

[本節(jié)作業(yè)：P111-10；1-11；1-12。]第七十二頁(yè)，講稿共八十二頁(yè)哦自測(cè)題

五、計(jì)算題

1.一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)，已知其額定功率，