电机与拖动复习笔记

第0章 绪论： 1、电机：利用电磁感应原理实现能量转换的机械

2、电力拖动系统包括：电动机、传动机构、生产机械、控制设备和电源。

第1章 直流电机

1.2绕组

1、单叠绕组：

ε±=p Z y 21，即][p

Z y 21=（向下取整）；1=k y ，k y y y -=12。 p 为磁极对数，Z 为槽数，1y 为第一节距（同一个元件的两个边跨过的

距离），k y 为换向器节距。

画图步骤：1）计算1y ；

2）根据Z 的数目画线（等间距），线的数目和Z 相同。（Z=16，1y =4）（实线、虚线都画）

3）根据1y 的值连接绕组，即编号为1的实线，需

要跟编号为5（1+1y ）的虚线相连。

4）将编号为1的实线连接到编号为1换向片（位

置自己定，换向片宽度和实线间宽度一样），（换向

器编号和实线编号一致），将编号为5的虚线连接

到编号为2的换向片。

5）平移将其他的画出来

6）画磁极，磁极宽度约为P

Z 27

0.倍的实线间宽度，极性交替放在线中，磁极平移距离为P Z 2倍的实线宽度；在磁极中心下方画出电刷（N 极下

为+，S 极下为—）

单叠绕组特点：

1）并联支路对数等于磁极对数，即p a =；

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，电刷位置应使支路感应电动

势最大（即电刷位置对准磁极中心）；

3）电枢绕组闭合回路中，感应电动势之和为0，内部无换流

4）正负电刷引出的电枢电流a I 为各支路电流之和，a a ai I 2=。a 为支路对数

5）元件的两个出线端连接于相邻两个换向片上，即1=k y 。 2、单波绕组：

ε±=p Z y 21，即][p Z y 21=（向下取整）；p

K y k 1±=（向下取整），12y y y k -=。 画图与单叠类似。

特点：1）并联支路数=2，与磁极对数无关，即1=a 。

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，电刷位置应使支路感应电动势最大（即电刷位置对准磁极中心）；（理论上电刷用2个就够了，但为了可靠换向，采用全额电刷）

3）正负电刷引出的电枢电流a I 为各支路电流之和，a a i I 2=。

1.3 电枢反应

一、定义：

1、电枢反应：电枢磁场对气隙磁场的影响or 电枢磁动势对主磁极的磁动势的影响。

2、励磁XX ：所谓励磁XX 就是产生磁场（虽然有磁极，但是由磁极产生的磁场很弱，所以需要励磁XX 来激励（加强）磁场），励磁电流为0，则可默认磁场不存在。（下角标为f ）

3、电枢XX ：所谓电枢XX ，即转子产生的XX ；电枢磁场可看做由电枢（负载）电流引起的；空载即电流为0，无电枢磁场。（下角标为a ）

4、在电枢反应中由3个绕组：励磁绕组（直流），电枢绕组（交流），电刷绕组（直流）。

5、励磁磁场和电枢磁场构成电机整体的磁场，整体的磁场分为主磁场和漏磁场。

6、电枢反应的影响：

1）电刷在几何中性线上

a ）使气隙磁场发生畸变

b ）对主磁场产生去磁作用

1.4 电枢磁动势、电枢转矩和电磁功率

1、电枢电动势指直流电机正负电刷之间的感应电动势，也是一条支路中产生的感应电动势。

2、n C E E a Φ=；a E 为每条支路的感应电动势（支路之间时并联关系，电动势都相同，

且都为总电动势）；a pN C E 60=

为电动势常数，仅与电机结构有关；Φ为每级磁通；n 为转速。 3、发电机U E a >，电动机U E a <。

由a a a R I U E +=可知：发电机E 与a I 同向；电动机E 与a I 反向

4、a T em I C T Φ=，em T 为电磁转矩（电磁转矩由每级磁通和电枢电流引起）；

E T C a

pN C 5592.==π为转矩常数，仅与电机结构有关；a I 为电枢电流。 5、发电机电磁转矩方向与电机转速方向相反，电磁转矩起制动作用；

电动机电磁转矩方向与电机转速方向相同，电磁转矩起驱动作用。 6、a a em em I E T P =Ω=；Ωem T 从机械方向描述电磁功率，Ω为转子角速度；a a I E 从电气方向描述电磁功率。

1.6 直流发电机

1、直流发电机的励磁方式：自励（串励、并励、复励）、他励。

2、a a a R I U E +=；a R 为电枢回路总电阻；

01T T T em +=；1T 为原动机给发动机的拖动转矩；0T 为空载转矩（各种损耗之和）。 01P P P em +=；Cuf Cua em P P P P ++=2；1P

为原动机的输入功率；Ω=00T P 为空载损耗；ad mec Fe P P P P ++=0； 2P 为给负载的输出电功率；Cu P 为铜损耗；

3、发电机效率%1001

2⨯=P P η；

4、发电机计算题公式

N P 为额定功率，N U 为额定电压；

额定电流N N N U P I =，励磁电流f

N f R U I =，铜损耗a a Cua R I P 2=，f f Cuf R I P 2=，其中a I 通过发电机的励磁方式确定（并励发电机为f N a I I I +=）, N P P =2。

5、他励直流发电机的运行特性：负载特性（负载为0时为空载特性）)(f I f U =、外特性)(I f U =、调节特性)(I f I f =。

6、并励直流发电机的自励条件：

1）主磁路有剩磁；

2）励磁绕组极性正确，产生磁通方向与剩磁通方向相同；

3）励磁回路的总电阻必须小于该转速下的临界电阻。

7、并励直流发电机的外特性曲线下降原因

1）电枢反应的去磁效应；

2）电枢回路电阻压降；

3）端电压降低引起的励磁电流的减小。

1.7 直流电动机

1、直流电机的可逆原理：一台电机既可以做发电机运行，又可以做电动机运行。

2、a a a R I E U +=；

02T T T em +=；2T 为负载转矩；

02P P P em +=；Cuf Cua em P P P P ++=1；

3、电动机计算题公式

N P 为额定功率，N U 为额定电压； 额定电流ηN N N U P I =，励磁电流f

N f R U I =，铜损耗a a Cua R I P 2=，f f Cuf R I P 2=，其中a I 通过电动机的励磁方式确定（并励发电机为f N a I I I -=）, N P P =2，输出转矩N

N P T Ω=2。 4、a E a E N I C R C U n Φ-Φ=

第2章 直流电动机的电力拖动