20直流电机的结构与工作原理幻灯片.pptVIP

图20-23 单叠绕组展开图 设N极的磁力线进入纸面，各磁极在圆周上的位置必须是均匀对称，左上方箭头为电枢的旋转方向，元件边的箭头表示，根据右手定则确定的感应电动势的方向，由此可得电刷位置的正负如图2-23所示。 相邻两主磁极的中心线称为电枢的几何中性线，基本特征是电枢空载时此处的径向磁场为零，故位于几何中性线上的元件边的感应电动势为零，如图20-23中的元件1、5、9、13中的元件边。 对于端接对称的绕组，元件的轴线应画为与所接的两片换向片的中心线重合。如图20-23中元件1接换向片1、2，而元件的轴线为槽3中心线，故换向片1、2的分隔线与槽3的中心线重合，换向器的大小应画得与电枢表面的槽距一致。根据连接可以完成展开图的绘制。 3.电刷的放置 单叠绕组的电路图如图20-24所示，图中把每个元件用一个线圈表示，并用箭头表示元件中的感应电动势方向，全部元件串联构成一个闭合回路，其中1、5、9和13元件在图中瞬间感应电动势为零。 这四个元件把回路分成了四段，每段串联三个电动势方向相同的元件。由于对称关系，这四段电路中的感应电动势大小相等，方向两两相反，所以整个闭合回路电动势刚好为零，电枢绕组内部不会产生环流。 图20-24 单叠绕组电路图 如果在电动势为零的元件1、5、9和13所连接的换向片间依次放置电刷A1、B1、A2、B2，并且空间位置固定，则不管电枢和换向器转到什么位置，电刷A1、A2的电位恒为正，电刷B1、B2的电位恒为负。正、负电刷是电枢绕组支路的并联点，二者之间的电动势最大。 如果电刷偏离图20-24所示的位置一个换向片，那么每段电路串联的四个元件中，只有两个电动势同方向，另外一个电动势为零，一个被短接，显然正、负电刷间的电动势减小了；同时被电刷短接的元件电动势不为零，会产生短路，造成不良后果，如恶化换向、增加损耗、严重时损坏元件。 图20-25 电刷放置原则 因此，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，电刷也就放置在主极轴线下的换向片上，如图20-25a所示。 对于端接不对称的元件，电刷应移过与换向器轴线偏离主极轴线相同的角度，即电刷与换向器的几何中性线要保持重合。 所谓换向器的几何中性线是指电动势为零的元件所接两换向片间的中心线，如图20-25b所示，所以电刷固定放在换向器的几何中性线上。 4.绕组的并联支路 如图20-24中4极单叠绕组，经B到A，有四条支路并联接上负载。当电枢旋转时，虽然各元件的位置随之移动，构成各支路的元件循环替换，但任意瞬间，每个主极下的串联元件总是构成一条电动势方向的支路，总的并联支路数不变，即等于主磁极数，在直流电机中，通常用 a 表示并联支路对数，则单叠绕组 a = p 或 2a =2 p 所以单叠绕组并联支路数恒等于电机极数。 四.单波绕组 单波绕组的特点是将同极下的各元件，按一定规律串联起来形成一条支路。这种绕组串联的元件相隔约两个极距，即y=K/p?2?，元件的第一节距与单叠绕组一样，要求接近于极距y1?2?，单波绕组的换向节距 式中若取负号，称为单波左行；若取正号，称为单波右行，右行绕组的前端接部分交叉，且端接线较长，故常采用左行绕组。 图20-26 单波绕组 下面举例说明单波绕组的连接方法和特点。 【例2-4】已知直流电机2p=4，S=K=Z?=15，绕制一单波左行整距绕组。 解：1.单波绕组的节距与连接顺序 单波左行 虚槽数 ?=1 短距 y1=Z?/2p-?=3 第二节距 y2=y-y1=7-4=3 据此元件的连接次序如表20-2，从第1号换向片出发接1号元件上层边1，往后跨过y1=3槽接4号下层元件边4?，至前接1+yk=1+7=8号换向片；再接2号元件上层边，依次循环，组成一个闭合绕组。 表20-2 单波绕组的连接顺序 2.绕组展开图 根据连接次序表可画出展开图，如图20-27所示，第一个元件的上层边接换向片1，其下层边接到换向片8。 要使其端接线对称：每一元件所接的换向片如1和8，对称的位于该元件轴线的左右两边，即两换向片的中心线与元件轴线重合，因此，电刷势必也就放在主极轴线下的换向片上。 图20-27 单波绕组展开图 3.电刷位置 单叠绕组电刷固定放在换向器的几何中性线上，这也适合于单波绕组。 为此把“换向器的几何中性线”的意义扩充：当元件轴线与主极轴线重合时，该元件所接两换向片之间的中心线即换向器的几何中性线。 其物理意义仍是：当电刷几何中心线与几何中性线重合时，被电刷短路的元件中的电动势为零。 对于端接对称的绕组，无论是叠绕