《电机技术应用》课件 3.1.2 直流电机电枢绕组

直流电机电枢绕组直流电机电枢绕组常用术语元件两端分别与换向片连接的单匝或多匝线圈，是构成绕组的基本单元

当电枢每槽上、下层只有一个元件边时，电机的元件数S、换向片数K、槽数Q之间的关系为：S=K=Q电枢绕组常用术语第一节距y1每个元件的两个元件边在电枢表面的跨距。：整距绕组：短距绕组：长距绕组单波绕组单叠绕组电枢绕组常用术语第二节距y2每相串联的两个元件中，第一个元件的下层边与第二个元件的上层边在电枢表面上所跨的距离。单叠绕组单波绕组电枢绕组常用术语合成节距y相串联的两个元件对应边在电枢表面上所跨的距离。单叠绕组单波绕组电枢绕组常用术语换向节距

yk

每个元件所连的两片换向片在换向器表面的跨距，用换向片数表示。单叠绕组单波绕组电枢绕组连接方式电枢绕组和换向片电枢绕组和换向片电枢绕组连接方式电枢绕组和换向片电枢绕组连接方式电枢绕组和换向片电枢绕组连接方式电枢绕组和换向片电枢绕组连接方式电枢绕组和换向片通过换向片，6个元件依次串联构成一个闭合回路电枢绕组连接方式电枢绕组连接方式电枢绕组、换向片与电刷连接

两个电刷位于换向器内圆对称位置（实际放置在外圆上），电刷将闭合的6个线圈分成两条对称的并联支路。结论：整个电枢绕组通过换向片连成一个闭合回路。电枢绕组连接方式单叠绕组元件连接次序表

近似的电机横截面示意图单叠绕组的特点：相邻元件(线圈)相互叠压,合成节距与换向节距均为1，

单叠绕组展开图槽展开绕组放置安放磁极、电刷12345678910111213141615NSNS

+-+-+－单叠绕组并联支路图单叠绕组特点单叠绕组特点：

1）并联支路对数等于磁极对数，即a=p。2）电刷数等于主磁极数，电刷间电动势等于并联支路电动势。3）电枢电流等于各支路电流之和。单波绕组元件连接次序表

近似的电机横截面示意图单波绕组特点：单波绕组的合成节距与换向节距相等。单波绕组展开图槽展开绕组放置安放磁极、电刷123456789101112131415

NSNS+-+-+－单波绕组特点3）当元件的几何形状对称时，电刷在换向器表面上的位置对准主磁极中心线，支路电动势最大；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。单波绕组特点：

1）支路对数为1，与磁极对数无关；2）电刷数等于磁极数；直流电机绕组总结1

所有的直流电机的电枢绕组是无头无尾的闭合绕组。2

对于端接对称的元件，电刷放置在主极轴线下的换向片上。电枢绕组的支路数(2a)永远是成对出现，这是由于磁极数(2p)是一个偶数。234

所有的直流电机的电枢绕组都是无头无尾的闭合绕组电刷放置的一般原则是确保空载时通过正、负电刷的电动势最大。1、直流发电机中电枢绕组元件内的电势和电流是交流的还是直流的?若是交流的，为什么计算稳态电势E=U+IaRa时不考虑元件本身电感呢?答：直流发电机中电枢绕组元件内的电势和电流均为交流的,只是通过换向器和电刷的共同作用才转换为直流的。但是在计算稳态电势E=U+IaRa时又不考虑元件本身的电感作用,这是因为我们考虑是稳态的情况,是取平均值.而非瞬时值。2、为什么叠绕组常采用右行绕组，而波绕组常用左行绕组？答：因为叠绕组的左行绕组每一元件接到换向片的两根端接线互相交叉，用铜较多，所以很少采用。而波绕组的右行绕组，其端接线交叉，且比左行绕组的端接线略长，故波绕组常用左行绕组。思考与练习3、一台四极直流电机，采用单叠绕组，问:（1）若取下一只电刷，或取下相邻的两只电刷，电机是否可以工作？（2）若只用相对两只电刷，是否可以工作?（3）

若电枢绕组中一个元件断线，是否可以工作?（4）若有一极失去励磁将产生什么后果?答：从四极单叠绕组电机的绕组并联电路图可以看出:（1）若取下一只电刷，或取下相邻的两只电刷时，在电动机运行时，其转矩和功率均减小一半，在发电机运行时，其电流和功率也均减小一半。虽然电机仍能运行，但其工作情况是不正常的。（2）若只用相对两只电刷，则无论对发电机或电动机都不能工作。（3）若一个元件断线,则该元件所在支路失去作用，电刷端电压不变，但电流为原来的四分之三，电机功率为原来的四分之三。（4）当一极失去励磁时，该磁极下的一条支路无电势(发电机)或不产生转矩(电动机)，使功率减小。对于多极电机，还可能产生不平衡情况。思考与练习4、某六极直流电机电枢为单迭绕组，每极磁通F＝2.1×10-2Wb,电枢总导体数N＝398，转速n＝1500r/min，求电枢电动势Ea；若其它条件不变，绕组改变为单波，求电枢电动势Ea＝230V时的转速。答：单迭绕组并联支路对数a＝p＝3单波绕组并联支路对数a＝1，p＝3思考与练习

思考与练习5、某四极直流电机，电枢槽数Z＝36，单叠绕组，每槽导体数为6，每极磁通2.2×10-2Wb，电枢电流Ia＝800A，问此时电磁转矩为多少？如改为单波绕组，保持支路电流不变，其电磁转矩为多少？解：极对数p＝2；单叠绕组时支路对数a＝2，电枢绕组总导体数N＝36×6＝216单波绕组a＝1，支路电流：电枢电流：电磁转矩：思考与练习

思考与练习6、某四极他励直流电机电枢绕组为单波，电枢总导体数N＝372，电枢回路的总电阻R＝0.208,运行于U＝220V的直流电网并测得n＝1500r/min，每极磁通＝0.01Wb，铁耗pFe＝362W，机械损耗p

＝204W，附加损耗忽略不计，试问（