直流电机的电枢绕组.docx

直流电机的电枢绕组.docx

《直流电机的电枢绕组.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《直流电机的电枢绕组.docx（8页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

直流电机的电枢绕组

直流电机的电枢绕组

电枢绕组是直流电机的一个首要有些，电机中机电能量的改换即是经过电枢绕组而完毕的，所以直流电机的转子也称为电枢。

电枢绕组是由许多个形状彻底相同的单匝元件（当然也可所以多匝元件）以必定规则摆放和联接起来的，用标明元件数。

所谓单匝元件，即是每个元件的元件边（一个元件有两个元件边）里仅有一根导体，对多匝元件来说，一个元件边里就不止一根导体了。

若用代表元件的匝数，则多匝元件的元件边里就有根导体。

图1（a）即是一个多匝元件，=3。

不论一个元件有多少匝，其出线端只需两根，一根叫首端，另一根叫结尾。

同一个元件的首端和结尾别离接到纷歧样的换向片上，而各个元件之间又是经过换向片互相联接起来的。

这么就有必要在同一个换向片上，既联有一个元件的首端，又联有另一元件的结尾。

若用标明换向片数，则悉数电枢绕组的元件数应等于换向片数，即。

图1电枢绕组的元件及在槽内的放置状况

元件在电枢槽中的放置状况如图1（b）所示。

从图中能够看出，同一个元件的一个元件边放在某一个槽的上层，它的另一个元件边就放在另一个槽的基层，所以直流电机绕组通常都是双层绕组。

由于一个槽里能嵌放两个元件边，而一个元件又刚好有两个元件边，所以电枢上的槽数应当等于元件数。

元件嵌放在槽内的有些能切开磁通，感应发作电动势，称为有用有些，而元件在槽外的有些不切开磁通，不会感应发作电动势，仅作联接引线，称为端接有些，如图1（b）中所示。

为了改进电机功用，通常需求选用较多的元件来构成电枢绕组，由于技术和其它方面的要素，电枢铁心开的槽数不能太多，这么就只能在每个槽的上、基层各放置若干个元件边，为了切本地阐明每个元件边地点的详细方位，引进“虚槽”的概念。

设槽内每层有个元件边，则把每个实习槽看作包富含个“虚槽”，每个虚槽的上、基层各有一个元件边，图1（c）标明=3时，元件边的安顿状况。

若用Q代表总实槽数，代表总虚槽数，则

（1）

直流电机电枢绕组最根柢的型式有两种：

一种叫单叠绕组，另一种叫单波绕组。

下面别离阐明它们的联接规则，以便进一步了解直流电机电枢电路的构成状况。

一、单叠绕组

1．绕组节距

所谓节距，是指被联接起来的两个元件边或换向片之间的间隔，以所跨过的元件边数或虚槽数或换向片数来标明，如图1.8所示。

元件的上层边用实线标明，基层边用虚线标明。

（1）榜首节距

一个元件的两个元件边在电枢外表所跨的间隔（即跨距）是，用所跨虚槽数标明。

挑选的依据是尽量让元件里感应电动势为最大，即应等于或挨近于一个极距（每个主磁极在电枢圆周上所分得的弧长）。

（2）

式中——电枢外径；

——主磁极对数。

若极距用虚槽数标明，则

（3）

由于不必定能被极数整除，而又有必要为整数，所以应使

（4）

式中——小于1的分数。

若=0，称为整距绕组；

，＞称为长距绕组；

＜称为短距绕组。

图2单叠绕组的节距

（2）构成节距和换向器节距

元件1和它相联的元件2对应边之间的跨距是，用虚槽数标明。

每个元件首、结尾所联两个换向片之间的跨距是，用换向片数标明。

对单叠绕组。

当把每一个元件联成绕组时，联接的次第是从左向右进行，称为右行绕组。

图3所示即是这种绕组。

（3）第二节距

是联至同一个换向片的两个元件边之间的间隔，或许说，是元件1的基层元件边在换向器端经过换向片联到元件2的上层元件之间的跨距。

对单叠绕组有

（5）

2．单叠绕组的联接办法和特征

下面经过一个实例来阐明。

设一台直流发电机，联接成单叠右行绕组。

（1）核算各节距

榜首节距

构成节距和换向器节距

第二节距

（2）制作绕组翻开图如图3所示。

所谓绕组翻开图是假想将电枢及换向器沿某一齿（图3中为第16槽与第1槽间的1个齿）的基地切开，并翻开成平面的联接图。

作图进程如下。

榜首步，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，代表各槽基层元件边。

让虚线与实线挨近一些。

实习上一根实线和一根虚线代表一个槽（指虚槽），顺次把槽编上号码。

图3单叠绕组翻开图

第二步，放置主磁极。

让每个磁极的宽度大概等于0.7,4个磁极均匀放置在电枢槽之上，并标上、极性。

假定极的磁力线进入纸面，极的磁力线从纸面穿出。

第三步，画16个小方块代表换向片，并标上号码，为了作图便当，使换向片宽度等于槽与槽之间的间隔。

为了能联出形状对称的元件，换向片的编号应与槽的编号有必定对应联络（由榜首节距来思考）。

第四步，联绕组。

为了便于联接，将元件、槽和换向片按次第编号。

编号时把元件号码、元件上层边地址槽的号码以及元件上层边相联接的换向片号码编得相同，即1号元件的上层边放在1号槽内并与1号换向片相联接。

这么当1号元件的上层边放在1号槽（实线）并与1号换向片相联后，由于=4，则1号元件的基层边应放在第5号槽（）的基层（虚线）；因，所以1号元件的结尾应联接在2号换向片上（）。

通常应使元件摆布对称，这么1号换向片与2号换向片的分界线刚好与元件的基地线相重合。

然后将2号元件的上层边放入2号槽的上层（），基层边放在6号槽的基层（），2号元件的上层边联在2号换向片上，基层边联在3号换向片上。

按此规则摆放与联接下去，一贯把16个元件都联起来中止。

校核第2节距：

第1元件放在第5槽的基层边与放在第2槽第2元件的上层边，它们之间满意的联络。

别的元件也如此。

第五步，断定每个元件边里导体感应电动势的方向。

图3中，所思考的是发电机，箭头标明电枢旋转方向，即自右向左运动，依据右手定则就可断定各元件边的感应电动势的方向，即在极下的导体电动势是向下，在极下是向上的。

在图示这一刹那间，1、5、9、13四个元件刚好坐落两个主磁极的基地，该处气隙磁密为零，所以不感应电动势。

第六步，放电刷。

在直流电机里，电刷组数也即是刷杆的数目与主极的个数相同多。

对本例来说，即是四组电刷、、、，它们均匀地放在换向器外表圆周方向的方位。

每个电刷的宽度等于每一个换向片的宽度。

放电刷的准则是，恳求正、负电刷之间得到最大的感应电动势，或被电刷所短路的元件中感应电动势最小，这两个恳求实习上是一同的。

在图1.9里，由于每个元件的几许形状对称，假定把电刷的基地线对准主极的基地线，就能满意上述恳求。

图3中，被电刷所短路的元件刚好是1、5、9、13，这几个元件中的电动势恰为零。

实习作业时，电刷是中止不动的，电枢在旋转，可是，被电刷所短路的元件，耐久都是处于两个主磁极之间的本地，当然感应电动势为零。

实习的电机并不恳求在绕组翻开图上画出电刷的方位，而是等电机制作好，用实验的办法来断定电刷在换向器外表上的方位。

（3）绕组元件联接次第图

绕组元件联接次第图用来标明电枢上悉数元件边的串联次第。

依据图3的节距，能够直接看出绕组各元件之间是怎样联接的。

如第1虚槽上层元件边经接到第5虚槽的基层元件边，构成了第1个元件，它的首、结尾别离接到第1、2两个换向片上。

第5虚槽的基层元件边经接到第2虚槽的上层元件边，这么就把第1、2两个元件联接起来了。

顺次类比，如图4所示。

图4单叠绕组元件联接次第图

图1.十中每根实线所联接的两个元件边构成一个元件，两元件之间的虚线则标明经过换向器上的一片换向片把两元件串联起来。

从图1.十中看出，从第1元件启航，绕完16个元件后又回到第1元件。

可见，悉数绕组是一个闭路绕组。

（4）绕组电路图

在绕组翻开图（图3）所示刹那间，依据电刷之间元件联接次第，能够得到如图5所示的电枢绕组电路图。

图5单叠绕组电路图

从图5可了解地看到，从电刷外面看绕组时，电枢绕组由4条并联支路构成。

上层边处在同一极下的元件中感应电动势方向相同，串联起来经过电刷构成一条支路；被电刷短路的元件中电动势等于零，此刻这些元件不参与构成支路，所以单叠绕组的支路数就等于电机的主磁极数。

若以a标明支路对数，则

（6）

可见，添加电机的主极数便可添加支路数，然后可使电枢经过较大的电流。

一同由图2.11看出，这种单叠绕组的支路由电刷引出，所以电刷杆数有必要等于支路数，也即是等于极数。

综上所述，对电枢绕组中的单叠绕组，有以下特征：

（1）坐落同一个磁极下的各元件串联起来构成了一条支路，即支路对数等于极对数，。

（2）当元件的几许形状对称，电刷放在换向器外表上的方位对准主磁极基地线时，正、负电刷间感应电动势为最大，被电刷所短路的元件里感应电动势最小。

（3）电刷杆数等于极数。

电刷在换向器外表上的方位，尽管对准主磁极的基地线，但被电刷所短路的元件，它的两个元件边依然坐落几许中性线处。

为了简略起见，往后所谓电刷放在几许中性线上，即是指被电刷所短路的元件，它的元件边坐落几许中性线处，也即是指图2.9所示这种状况。

初专家要分外留神。

二、单波绕组简介

1．绕组节距

单波绕组的绕组节距也分为榜首节距、构成节距、换向器节距和第二节距等。

它们的界说和单叠绕组的节距界说相同。

（1）榜首节距

由于与元件联接办法无关，所以单波绕组的榜首节距的核算办法与单叠绕组的彻底相同。

（2）构成节距与换向器节距

挑选时，应使相串联的元件感应电动势同方向。

为此，须把两个相串联的元件放在同极性磁极的下面，让它们在空间方位上相距约两个极距。

其次，当沿圆周向一个方向绕了一星期，经过个串联的元件后，其结尾所联的换向片，有必要落在与初步的换向片相邻的方位，才干使第二周继续往下联，即

（7）

因而，单波绕组元件的换向器节距为

（8）

式中正负号的挑选，首要要满意是一个整数。

在满意为整数时，通常都取负号。

这种绕组当把每一个元件联成绕组时，联接的次第是从右向左进行，称为左行绕组。

图1.12所示即是这种绕组。

构成节距。

（3）第二节距

单波绕组各节距如图6所示，联接后的形状犹如波涛相同向前延伸，由此而得名。

图6单波绕组的节距

2．绕组翻开图

下面也用一个比方来阐明单波绕组的联接。

设一台直流电动机，，联接成单波左行绕组。

核算绕组节距得

为一短距绕组。

和单叠绕组相同，画出绕组翻开图，如图7所示。

绕组元件联接次第，也可用元件联接次第图标明，如图8所示。

图7单波绕组翻开图

图8单波绕组元件联接次第图

3．绕组电路图

把图7所示刹那间的各元件联接状况与电刷的联络拾掇、摆放，可画出图9所示的绕组电路图。

图9单波绕组电路图

由图可见，单波绕组是把悉数上层边在极下的元件串联起来构成一条支路，把悉数上层边在极下的元件串联起来构成另一条支路。

由于主磁极只需、之分，所以单波绕组的支路对数与磁极对数无关，老是等于1，即

（9）

单波绕组有以下特征：

（1）同极性下各元件串联起来构成一个支路，支路对数，与磁级对数无关。

（2）当元件的几许形状对称时，电刷在换向器外表上的方位对准主磁极基地线，正、负电刷间感应电动势最大。

（3）电刷杆数也应等于极数（选用全额电刷）。

直流电机的电枢绕组除单叠、单波两种根柢型式外，还有复叠、复波以及混合绕组等，这儿就纷歧一介绍，读者可参看电机学方面的书本。