重慶大學電機復試資料

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1、3.2直流電機電樞繞組3.3空載和負載時直流電機的磁動勢和磁場本章主要討論直流電機的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，討論直流電機的磁場分布、感應(yīng)電動勢、電磁轉(zhuǎn)矩、電樞反應(yīng)及影響、換向及改善換向方法。3.4直流電機的電樞電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩3.6直流電機的運行特性3.7直流電動機的起動、調(diào)速和制動3.8直流電機的換向3.1直流電機的基本工作原理與結(jié)構(gòu)第三章直流電動機的穩(wěn)態(tài)運行3.5直流電機的基本方程3.1.1直流電機的主要結(jié)構(gòu)3.1直流電機的基本工作原理和結(jié)構(gòu)主磁極換向磁極電刷裝置機座端蓋定子轉(zhuǎn)子電樞鐵心電樞繞組換向器轉(zhuǎn)軸軸承風扇機座電樞鐵心和繞組主磁極電刷換向器接線板接線盒勵磁繞組端蓋一、直

2、流發(fā)電機工作原理右圖為直流發(fā)電機的物理模型，N、S為定子磁極，abcd是固定在可旋轉(zhuǎn)導磁圓柱體上的線圈，線圈連同導磁圓柱體稱為電機的轉(zhuǎn)子或電樞。線圈的首末端a、d連接到兩個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放置在換向片上固定不動的電刷進行的。3.1.2直流電機的工作原理當原動機驅(qū)動電機轉(zhuǎn)子逆時針旋轉(zhuǎn)后，如右圖?？梢?，和電刷A接觸的導體總是位于N極下，和電刷B接觸的導體總是位于S極下，導體ab在S極下，a點低電位，b點高電位；導體cd在N極下，c點低電位，d點高電位；電刷A極性仍為正，電刷B極性仍為負?？梢?，和電刷A接觸的導體總是位于N極下，和電

3、刷B接觸的導體總是位于S極下，因此電刷A的極性總是正的，電刷B的極性總是負的，在電刷A、B兩端可獲得直流電動勢。實際直流發(fā)電機的電樞是根據(jù)實際需要有多個線圈。線圈分布在電樞鐵心表面的不同位置，按照一定的規(guī)律連接起來，構(gòu)成電機的電樞繞組。磁極也是根據(jù)需要N、S極交替旋轉(zhuǎn)多對。氣隙磁場的分布波形電樞線圈電動勢波形電樞繞組輸出電壓波形二、直流電動機工作原理把電刷A、B接到直流電源上，電刷A接正極，電刷B接負極。此時電樞線圈中將電流流過。如右圖。直流電動機是將電能轉(zhuǎn)變成機械能的旋轉(zhuǎn)機械。在磁場作用下，N極性下導體ab受力方向從右向左，S極下導體cd受力方向從左向右。該電磁力形成逆時針

4、方向的電磁轉(zhuǎn)矩。當電磁轉(zhuǎn)矩大于阻轉(zhuǎn)矩時，電機轉(zhuǎn)子逆時針方向旋轉(zhuǎn)。原N極性下導體ab轉(zhuǎn)到S極下，受力方向從左向右，原S極下導體cd轉(zhuǎn)到N極下，受力方向從右向左。該電磁力形成逆時針方向的電磁轉(zhuǎn)矩。線圈在該電磁力形成的電磁轉(zhuǎn)矩作用下繼續(xù)逆時針方向旋轉(zhuǎn)。當電樞旋轉(zhuǎn)到右圖所示位置時同直流發(fā)電機相同，實際的直流電動機的電樞并非單一線圈，磁極也并非一對。3.1.3直流電機的銘牌數(shù)據(jù)額定值是制造廠對各種電氣設(shè)備（本章指直流電機）在指定工作條件下運行時所規(guī)定的一些量值。在額定狀態(tài)下運行時，可以保證各電氣設(shè)備長期可靠地工作。并具有優(yōu)良的性能。額定值也是制造廠和用戶進行產(chǎn)品設(shè)計或試驗的依據(jù)。額定值

5、通常標在各電氣的銘牌上，故又叫銘牌值。⒈額定功率PN指電機在銘牌規(guī)定的額定狀態(tài)下運行時，電機的輸出功率，以"W"為量綱單位。若大于1kW或1MW時,則用kW或MW表示。對于直流發(fā)電機，PN是指輸出的電功率，它等于額定電壓和額定電流的乘積。PN＝UNIN對于直流電機，PN是指輸出的機械功率，所以公式中還應(yīng)有效率ηN存在。PN＝UNINηN⒉額定電壓UN指額定狀態(tài)下電樞出線端的電壓，以“V”為量綱單位。⒊額定電流IN指電機在額定電壓、額定功率時的電樞電流值，以“A”為量綱單位。⒋額定轉(zhuǎn)速nN指額定狀態(tài)下運行時轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，以r/min為量綱單位。⒌額定勵磁電流If指電機在額定狀態(tài)時

6、的勵磁電流值。一、直流樞繞組基本知識3.2直流電機的電樞繞組元件：構(gòu)成繞組的線圈稱為繞組元件，分單匝和多匝兩種。元件的首末端：每一個元件均引出兩根線與換向片相連，其中一根稱為首端，另一根稱為末端。極距：相鄰兩個主磁極軸線沿電樞表面之間的距離，用表示。疊繞組：指串聯(lián)的兩個元件總是后一個元件的端接部分緊疊在前一個元件端接部分，整個繞組成折疊式前進。波繞組：指把相隔約為一對極距的同極性磁場下的相應(yīng)元件串聯(lián)起來，象波浪式的前進。合成節(jié)距：連接同一換向片上的兩個元件對應(yīng)邊之間的距離。第一節(jié)距：一個元件的兩個有效邊在電樞表面跨過的距離。第二節(jié)距：連至同一換向片上的兩個元件中第一個元件的下

7、層邊與第二個元件的上層邊間的距離。單疊繞組單波繞組換向節(jié)距：同一元件首末端連接的換向片之間的距離。二、單疊繞組單疊繞組的特點是相鄰元件(線圈)相互疊壓,合成節(jié)距與換向節(jié)距均為1，即：。繞組的并聯(lián)支路電路圖單疊繞組的的特點：1）同一主磁極下的元件串聯(lián)成一條支路，主磁極數(shù)與支路數(shù)相同。2）電刷數(shù)等于主磁極數(shù)，電刷位置應(yīng)使感應(yīng)電動勢最大，電刷間電動勢等于并聯(lián)支路電動勢。電刷放置在幾何中性線上3）電樞電流等于各支路電流之和。4）電樞電流的方向以電刷為分界換向。三、單波繞組單波繞組的合成節(jié)距與換向節(jié)距相等。單波繞