第7章直流電機的磁路和電樞繞組

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1、第七章直流電機的磁路和電樞繞組§7-1概述電機感應電動勢和產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩都離不開磁場，要了解電機的運行情況首先要了解電機的磁路和磁化特性。電樞繞組是直流電機的核心部分。根據(jù)不同的聯(lián)結(jié)方法可分為：單疊、單波、復疊、復波和混合繞組等。§7-2直流電機的磁路和磁化特性一、空載時磁場分布電機中磁場的分布是對稱的，由勵磁動勢所建立的主極磁通分兩部分：主磁通Φ0和漏磁通Φσ?！ぁう?Φ0Φσ圖1直流電機空載時的磁場分布磁通和磁路磁路從氣隙1出發(fā)經(jīng)－電樞齒－電樞軛－電樞齒2－氣隙2－主磁極2－定子軛－主磁極1，最后又回

2、到氣隙1。磁通和磁路主磁通、主磁路：由N極出發(fā)，經(jīng)氣隙進入電樞齒部，經(jīng)電樞鐵心的磁軛到另外的電樞齒，通過氣隙進入S極，再經(jīng)定子軛回到原來N極。主磁通交鏈勵磁繞組和電樞繞組，在電樞繞組中感應電勢，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。漏磁通、漏磁路：不進入電樞鐵心，直接經(jīng)過相鄰的磁極或定子軛。影響飽和程度主磁通和漏磁通主磁通φ0和漏磁通φσ由同一磁動勢建立；φ0所走的路徑氣隙小，磁阻??；漏磁通所走的路徑氣隙大，磁阻大；漏磁系數(shù)：磁路計算磁路計算的目的：對于每極主磁通φ0，求出每對主極所需的磁動勢F。通常選取經(jīng)過主磁極中心線底下的氣

3、隙和電樞齒所構(gòu)成的一條閉合回路計算。整個閉合磁路分為5段：兩個氣隙、兩個電樞齒、一段電樞軛、兩個主極鐵心和一個定子軛。磁路計算磁路計算的步驟：1、先求經(jīng)過某一段的磁通；2、根據(jù)該段的有效截面積SX計算該段的磁密BX；3、由BX在磁化曲線上查HX；4、確定各段磁路計算長度LX；5、計算各段磁路磁壓降HXLX；6、相加各段磁路磁壓降得出一對磁極所需的總磁動勢：。氣隙磁場Bδτbdd'atN在主極直軸附近的氣隙較小，并且氣隙均勻，磁阻小，即此位置的主磁場較強，在此位置以外，氣隙逐漸增大，主磁場也逐漸減弱，到兩極

4、之間的幾何中線處時，磁密等于0。主磁場磁密的分布在一個磁極的范圍內(nèi)，勵磁磁勢大小一樣，Bδ大小完全與氣隙長度成反比。空載磁化曲線磁化曲線：表示空載主磁通Φ0與主極勵磁磁動勢Ff之間的關系曲線，Φ0＝f（Ff）。通過實驗或計算得到。Φ0Ff直線，不飽和部分膝點飽和部分Fδ’F0’(膝點處約1.1~1.35)kμ為磁路的飽和系數(shù)，電機一般運行在膝點處。圖2磁化特性曲線§7-3電樞繞組的一般知識一、直流電機疊繞組的連接規(guī)律電樞繞組是由若干結(jié)構(gòu)形狀相同的元件按一定規(guī)律聯(lián)結(jié)成電路的閉合通路。最后形成一個閉合通路。電

5、流沿換向片導體端接線導體相鄰換向片下個線圈單匝疊繞組元件12L一、直流電機疊繞組的連接規(guī)律一個繞組元件兩端分別與兩片換向片連接以便與下一個元件相連。12345注意：繞組的各個元件之間通過換向片互聯(lián)，一個換向片與兩個線圈邊連接。故整個電樞繞組的元件數(shù)S和換向片數(shù)K相等，即S=K。一個元件邊只有一根導體稱單匝繞組，有多根導體稱多匝線圈。一、直流電機疊繞組的連接規(guī)律為了便于工藝制造，每個元件的一個元件邊嵌放在某一槽內(nèi)的上層（上層元件邊），另一元件邊放在另一槽的下層（下元件邊）。同一槽放了兩個不同元件的有效邊，因

6、此電樞的槽數(shù)Q也等于元件數(shù)S。caa′c′二、實槽與虛槽在實際的電機中，常在每個槽的上、下層各嵌放多個元件邊，電樞鐵心周圍表面有時不能沖太多的槽，因此引入虛槽的概念，即同一槽內(nèi)每個上、下元件邊所占的槽的位置為一個虛槽。而虛槽數(shù)等于元件數(shù)，也等于換向片數(shù)，即：Qu=S=K若一個實槽包含u個虛槽，則虛槽數(shù)Qu與實槽數(shù)Q有關系：Qu=uQ。三、繞組節(jié)距1、第一節(jié)距y1：指同一元件兩個邊之間的距離，用虛槽數(shù)來計算，為使元件感應最大電動勢，要使y1等于一個極距。τ=Qu/2Py1y1必須是一整數(shù)，因此y1=Qu/2

7、P±ε。y1

8、的距離，以換向片數(shù)表示。yk1、電樞繞組與換向片四、疊繞組的聯(lián)結(jié)示意圖結(jié)論：通過換向片，6個元件依次串聯(lián)構(gòu)成一個閉合回路。四、疊繞組的聯(lián)結(jié)示意圖2、電樞繞組與電刷連接位于對稱位置的電刷將閉合的6個線圈分成兩條并聯(lián)支路。兩個電刷位于換向器內(nèi)圓對稱位置(實際放置在外圓上)。單疊繞組、單波繞組、復波繞組、復疊繞組、混合繞組等。五、電樞繞組的聯(lián)結(jié)方法繞組聯(lián)結(jié)方法主要表述繞組聯(lián)結(jié)規(guī)律的節(jié)距、繞組展開圖、元件聯(lián)結(jié)圖、并聯(lián)支路圖?！?-4單