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1、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。 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
2、层各有一个元件边。虚槽数用Zi 表示。设槽内每层有个虚槽，若实槽数为Z，虚 槽数为Zi，则Zi= 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； 39(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 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） 若用虚槽数表示为（槽数） 式中 D电枢外径(m)； p磁极对数。 p2 t= Z 电枢绕组的常用术语 极距位置示意图 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
3、的两个有效边在电枢表面跨过的 距离。 (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。 (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 。 单叠绕组 单波绕组 电枢绕组的常用术语 单迭和单波绕组及其节距 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 一个极距。等于极距，称为整矩绕组；小于极
4、距，称为短距绕组；大于极距，称为长 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？ 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 距离，通常用所跨的换向片数来表示 用槽数表示的y和用换向片表示的yk在数值上是相等的 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。 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
5、靠 ，经济性好，故现在均用鼓形绕组。 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。 波绕组示意图叠绕组示意图 电枢绕组的常用术语 电枢绕组的常用术语 电枢绕组的节距 a)单叠绕组 b)单波绕组 a) b) 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=Y
6、k=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 解:1计算绕组数据: 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 Q （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
7、，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）； 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23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
8、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”。 单叠绕组 单叠绕组 槽按轴向展开俯视图并编号 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） 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 效边处于几何中性线。 思考2:有多少条并联支路？ 单叠绕组并联支路图 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
9、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。 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。 单叠绕组 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； 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
10、）。 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。 单波绕组 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。 对于端接对称的元件，电刷放置在主极轴 线下的换向片上。
