直流电机电枢绕组
第四章直流电机电枢绕组
一、节距计算
y1
Z 2p
y= =1yk
y2 y1 y
二、绕组展开图
Z为电枢槽数 P为电机的极对数
三、元件连接顺序及并联支路图
空载时气隙磁磁通密度的分布图形
返回
如果不计铁磁材料中的磁压降，则在气隙中各处所消耗的磁通势均
为励磁磁通势。
在极靴下，气隙小，气隙中沿电枢表面上各点磁密较大；在极靴范
围外，气隙增加很多，磁密显著减小，至两极间的几何中性线处磁密为
零。
为一平顶波
直流电机空载磁场的磁密分布
直流电机的空载磁化特性
0
考虑到电机的运行性能 和经济性，直流电机额定运 行的磁通额定值的大小取在 磁化曲线开始弯曲的地方图 中的a点（称为膝部）。
磁电流作用下建立的，这一点与他励发电机不同。并励发电机建立 电压的过程称为自励过程，满足建压的条件称为自励条件。
1、自励条件
曲线1为空载特性曲线，曲线2为励磁回路总电阻R f 特性曲线， 也称场阻线 U f I f R f 。
增大R f ，场阻线变为曲线3时，R f 称为临界 电阻Rcr 。如图所示。
N pN Ea 2a e 60a n Cen
Ce为电动势常数。上式表明直流电机的感应电动势与电机结构、 气隙磁通和电机转速有关。当电机制造好以后，与电机结构有关的常数
Ce不在变化，因此电枢电动势仅与气隙磁通和转速有关，改变转速 和磁通均可改变电枢电动势的大小。
三，直流电机的电磁转矩 定义：根据电磁力定律，当电枢绕组中有电枢电流
直流电机电枢绕组 总导体数
直流电机电枢绕组总导体数全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：直流电机是一种常见的电动机类型，其关键组成部分之一是电枢绕组。
电枢绕组是电机中负责产生电磁力的部件，是在电机中放置在电磁场中并进行旋转的部分。
在直流电机中，电枢绕组一般由许多导体组成，这些导体被称为总导体数。
总导体数的数量对电机的性能和特性有着重要影响。
在直流电机电枢绕组中，总导体数指的是整个绕组中导体的总数量。
这个数量决定了绕组的导电能力、电阻和电动能力等特性。
总导体数的大小取决于电机的设计参数和使用需求，通常会在设计阶段进行计算和确定。
总导体数的数量越多，则绕组的导电能力越高，电阻越小，从而使得电机具有更好的性能并提高效率。
总导体数的增加也可以提高电机的稳定性和寿命，减少温升和能耗。
总导体数过多也可能会带来一些问题。
首先是绕组的复杂度增加，难度也会随之提高，导致制造成本增加。
过多的导体还可能增加电机的电磁噪声和损耗，影响电机的运行稳定性。
在实际应用中，总导体数的确定需要综合考虑电机的设计要求、使用环境和成本等因素进行综合考量。
通常情况下，设计师会根据电机的功率、转速、扭矩以及空间限制等因素来确定总导体数的合适数量。
直流电机电枢绕组的总导体数是一个重要的设计参数，对电机性能和特性有着重要的影响。
合理的总导体数设计可以提高电机的效率和性能，从而更好地满足不同使用需求。
希望通过本文的介绍，读者能对直流电机电枢绕组的总导体数有更深入的了解。
第二篇示例：直流电机在工业生产中起着非常关键的作用，而直流电机的电枢绕组则是其核心部件之一。
电枢绕组是直流电机的静止部分，也是一种电磁线圈，通过在磁场中旋转产生电磁感应力，从而实现能量转换。
直流电机的电枢绕组由大量的导体组成，这些导体密密麻麻地绕绕在电机的铁芯上，构成了一个复杂的电路。
而这些导体的数量称为总导体数。
在本文中，我们将探讨直流电机电枢绕组总导体数的重要性以及影响因素。
总导体数是直流电机电枢绕组的一个重要参数，它直接影响着电机的功率和效率。
直流电机的电枢绕组为单叠绕组,则其并联支路数等于
直流电机是一种常见的电机类型，它通常由定子和转子两部分组成。
其中，电枢绕组是直流电机中非常重要的部分，它影响着电机的性能和工作特性。
而电枢绕组的单叠绕组则与直流电机的并联支路数有着密切的关系。
1. 直流电机的基本原理直流电机是利用直流电流产生的磁场与电枢绕组中的导体产生的磁场相互作用，从而产生转矩，使得电机转动的装置。
直流电机的工作原理比较简单，但却有着非常广泛的应用，例如在工业生产、家用电器和交通工具等方面都有着重要的作用。
2. 电枢绕组的作用电枢绕组是直流电机中的一个重要组成部分，它承载着电流，并且在磁场中产生磁力，从而产生转矩。
电枢绕组的设计和布局直接影响着直流电机的性能，如转速、转矩和效率等。
电枢绕组的结构和参数需要经过精心设计和计算，以满足电机的工作需求。
3. 单叠绕组的特点单叠绕组是指电枢绕组中只有一层绕组，即每个槽中只有一根导线。
相比于多层绕组，单叠绕组具有结构简单、制造工艺好等优点。
在一些特定的应用场合，单叠绕组也有着较好的性能表现。
4. 并联支路的概念在直流电机的电枢绕组中，常常会出现并联支路的情况。
并联支路是指绕组中的多个绕组根据一定的规则进行并联连接，以提高电枢的导通能力和降低电枢绕组的电阻。
并联支路的数量和分布直接影响着电枢绕组的性能和工作特性。
5. 单叠绕组与并联支路数的关系当直流电机的电枢绕组为单叠绕组时，其并联支路数等于其绕组槽数。
每个绕组槽中只有一根导线，因此并联支路的数量就等于绕组槽的数量。
这个特点对于直流电机的设计和性能分析都有着重要的意义。
总结：直流电机的电枢绕组为单叠绕组时，其并联支路数等于其绕组槽数。
单叠绕组相比于多层绕组具有结构简单、制造工艺好的优点，在一些特定的场合具有较好的性能表现。
并联支路的数量和分布直接影响着电枢绕组的性能和工作特性，因此需要在设计和制造过程中进行充分的考虑和优化。
希望本文的介绍能够对读者有所帮助。
直流电机作为一种非常常见的电机类型，广泛应用于各种领域，这也提出了对电机性能和工作特性的不断追求和优化。
直流电机电枢绕组
有关电枢绕组名词、术语
第二节距y2 通过同一个换向片串联的两个元件中第一个元 件的下层边到第二个元件的上层边的距离，用 所跨虚槽数表示。叠绕组y2 <0， 波绕组y2 >0
合成节距y： 紧接着串联的两个元件的对 应边之间在电枢表面所跨的 距离，称为合成节距，用虚 槽数表示。
单叠绕组：先串联所有上元件边在同一极下的元 件， 形成一条支路。 每增加一对主极就增加一对 支路。 2a＝2p
叠绕组并联的支路数多， 每条支路中串联元件数 少，适应于较大电流、较低电压的电机
单波绕组：把全部上元件边在相同极性下的元件 相连，形成一条支路。 整个绕组只有一对支路， 极数的增减与支路数无关。 2a＝2
Ia = 2aia
作业
右行单叠绕组， Zu = S = K = 20
绘制绕组展开图和电路图。
二、单波绕组
波绕组：首末端所接的两换 向片相隔很远， 两个元件相 串联后形似波浪。
为了使串联起来的元件所产生的电势同向相加， 元件边应 处于相同磁极极性下， 即合成节距 y ≈ 2τ , y ≠ 2τ
为了使绕组从某一换向片出发， 沿电枢铁心一周后回到原 来出发点相邻的一片上， 则可由此再绕下去
有关电枢绕组名词、术语
主极轴线：主磁极中心线
几何中心线：磁极之间的平分线 主极轴线
N
S
12
S B1
N
主极轴线
N
几何中性线
A1
B2
S
A2
τ 极距：铁心表面一个极所占的距离，用
表示。τ
=
πD
2p
在直流电机中，常在每个槽的上、下层各放置若干个 元件边。为了确切地说明每个元件边所处的具体位 置，引入了“虚槽”的概念。 设槽内每层有u个元件边，则每个实际槽包含u个“虚 槽”，每个虚槽的上、下层各有一个元件边。若用Z代
直流电机的电枢绕组相关知识讲解
N
S
N
S
14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
B1
A2
B2
3、单波绕组的元件联结次序
＋y
1
上层元件边
8
15 7 14 6
13 5 12 4 11 3 10 2
9
1 闭合
＋y2
＋y1
下层元件边
5 12 4 11 3 10 2 9 1 ＋y
4、单波绕组的并联支路图
y的yk 距为一离相个。串元y 连件 的的y1 两首 元 尾y1 件 端对 在应 换边 向
器上的距离。
y2
123 yk
电枢绕组的联结方法
绕组联结方法主要表述绕组联结规律的 节距、绕组展开图、元件联结图、并联支路图。
单波绕组、单叠绕组、复波绕组、复叠绕 组、混合绕组等。
第二节 单叠绕组
讲述单叠绕组联结规律的节距、绕组展开图、 元件联结图、并联支路图。为什么叫单叠绕组？
3、电枢绕组的一般知识
几个基本概念
① 元件数S，换向片数K，槽数 Q，虚槽 Qμ
单匝元件
双匝元件
元件边
SK
元件边
QS
Q S K
② 第一节距 y1
y1 指一个元件两个边的距离。 y1 y1 Q / 2 p
③ 第二节距 y2
y
12
y2 为元件下层边与其相联结
的元件上层边之间的距离。
N
S
④ 合成节距y和换向片节距yk
n
Cen
[V]
Ce
pz 60a
第五节 直流电机电枢绕组的电磁转矩
提问：电磁力？
f
b lia
b
l
直流电机的电枢绕组
单波绕组的特点
（1）yyk
K1Z1 pp
（2）a=1；
（3）电枢电动势等于支路感应电动势；
（4）正负电刷间电动势最大。
反回
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高速电主轴在卧式镗铣床上的应用 越来越 多，除 了主轴 速度和 精度大 幅提高 外，还 简化了 主轴箱 内部结 构，缩 短了制 造周期 ，尤其 是能进 行高速 切削， 电主轴 转速最 高可大10000r/min以 上。不 足之处 在于功 率受到 限制， 其制造 成本较 高，尤 其是不 能进行 深孔加 工。而 镗杆伸 缩式结 构其速 度有限 ，精度 虽不如 电主轴 结构， 但可进 行深孔 加工， 且功率 大，可 进行满 负荷加 工，效 率高， 是电主 轴无法 比拟的 。因此 ，两种 结构并 存，工 艺性能 各异， 却给用 户提供 了更多 的选择 。
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2p
2 ．第一节距y1 第一节距是指一个线圈两有效边之间在电枢表面上的跨距， 以槽数表示，如图1—10所示。由于线圈边要放入槽内，所以应是整数。而为
了让组能感应出最大的电动势，应使接近或等于极距。
为了节省铜线及其工艺的方便，一般采用短距或整距绕组。y1
Z 2p
3．第二节距y2 它是指相串联的两个相邻线圈中，第一个线圈的下层边与相 邻的第二个线圈的上层边之间的距离，用槽数表示。
直流电机的电枢绕组简介
1.2 直流电机的电枢绕组简介（续1）
电枢绕组是由结构、形状相同的线圈组成， 线圈有单匝、多匝之分，分别如图1.9（a）,（b） 所示。
图1.9 绕组线圈结构
图1.10线圈在槽内安放示意图
不论单匝或多匝线圈， 它的两个边分别安放在不 同的槽中，如图1.10，用来 产生电动势和电磁转矩， 故称为线圈的有效边。而 处于槽外部分，仅起连接 作用，称为端接部分。线 圈的两个端头称为首端和 尾端。
绕组故障判断
在直流电机中，电枢绕组是容易出故障的。 电枢绕组常见故障有：断路、短路接地及绕组接 反等故障，如何检查和修理，可参见相关书籍。 下面举一例加以说明。
绕组故障判断（续1）
例1 若单叠电枢绕组的个别线圈断线或与 换向片焊接不良，即出现断路故障，一般采用 测量换向片片间电压降的方法来检查。如图 1.15所示，在相邻换向片上接入低压直流电源， 用直流毫伏表测量相邻两换向片间的电压降。 若测得各换向片片间的电压降相同或电压平均 值的偏差在±5％范围内，说明电路正常，若 在相连接的换向片上，测得压降比平均值显著 增大，则该处电枢绕组断线或焊接不良，试解 释其中道理。
绕组画法和节距
电枢绕组大多做成双层绕组，将线圈的一个有 效边放在槽的上层，称做上层边（画成实线）；另 一个有效边放在有一定距离的另一槽的下层，称做 下层边（画成虚线），如图1.11所示。
图1.11 绕组画法和节距
1.2 直流电机的电枢绕组简介（续2）
电枢绕组的线圈数和换向片数、槽数之间应 有如下的关系：因为每一个线圈有两个边，而每 一换向片总是把一个线圈的尾端与紧跟的另一个 线圈的首端焊接在一起，因此，线圈数与换向片 数相等；如果电枢铁心每个槽内只安排一个上层 边和一个下层边（称为一个单元槽），这样，线 圈数又与单元槽数相等。由此可知，一台直流电 机的线圈数S与换向片数K、槽数Z之间有如下关 系 S = K= Z （1-3）
直流电机的电枢绕组
3.单波绕组连接顺序表 3.单波绕组连接顺序表
y2 = y− y =7−3=4 1
换向片
上层边
下层边
换向片
上层边
下层边
1 15 14 13 12 11 10 9
1 15 14 13 12 11 10 9
4′ 3′ 2′ 1′ 15′ 14′ 13′ 12′
8 7 6 5 4 3 2 1
8 7 6 5 4 3 2 1
*.本课程只讨论：一个槽内共放置2个元件边 本课程只讨论：一个槽内共放置 个元件边 本课程只讨论 *. 元件数 换向片数 ，即S=K 元件数S=换向片数 换向片数K， *.换向片数 =槽数 换向片数K 槽数 槽数Z 换向片数 *. S=K=Z
1片换向片总接 个元件的 片换向片总接1个元件的 片换向片总接 上层元件边和另1个元件的下 上层元件边和另 个元件的下 层元件边。 个元件有 个元件有2个元件 层元件边。1个元件有 个元件 个槽放2个元件边 边。1个槽放 个元件边。 个槽放 个元件边。
电枢绕组须满足以下要求： • 电枢绕组须满足以下要求：
• 在能通过规定的电流和产生足够的电动势 或电磁力）前提下， （或电磁力）前提下，尽可能节省有色金 属和绝缘材料； 属和绝缘材料； • 结构简单、运行可靠。 结构简单、运行可靠。
名词术语介绍
磁极轴线：主磁极的中心线； 磁极轴线：主磁极的中心线； 几何中性线：相邻两个主磁极之间的平分线； 几何中性线：相邻两个主磁极之间的平分线； 极对数： 极对数： p ； 极距τ 在电枢铁心表面上，一个极所占的距离。 极距 ：在电枢铁心表面上，一个极所占的距离。 可用槽数表示， 式中Z 可用槽数表示， τ =Z / 2 p（槽），式中 为电枢 （ ），式中 总槽数； 总槽数； • 元件（线圈）：是绕组的一个基本单元，可为单 元件（线圈）：是绕组的一个基本单元， ）：是绕组的一个基本单元 匝，也可为多匝 ； • • • •
直流电机的电枢绕组
8
1
B2
1 9
负载
8 B1
9
I A1
5
A2
12
下的元件都串联起来构成两条
13
并联支路。单波绕组的并联支
5 路对数与极对数无关，总等于
12 1，即 a=1 。
• 单波绕组从理论上讲，只需设
2
4
两组电刷。但一般仍采用2P
10
11
3
组电刷。它可以减少电刷
的接触面积，随之可有效
缩短换向器的长度以节省
用铜量，还可平衡绕组支
② 近似的电机 横截面示意图
③ 元件连接次序表
3、单波绕组展开图
槽展开
绕组放置
安放磁极、电刷
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
N
S
N
S
3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2
+
-
+
-
+
－
4、并联支路符号图
7 15
14 6
• 单波绕组把所有处于相同极性
通过换向片，6个元件依次串联构成一个闭合回路
4、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） 位于对称位置的电刷将闭合的6个线圈分成 两条对称的并联支路
单叠绕组构成实例
步骤：
② 近似的电机横截面示意图 ③ 元件连接次序表
二、单叠绕组
3、电枢绕组展开图
1.槽槽展展开开
路电势。
直流电机绕组的总结
① 所有的直流电机的电枢绕组是无头无尾的闭 合绕组。
② 电枢绕组的支路数(2a)永远是成对出现，
直流电机电枢绕组原理
直流电机电枢绕组原理
直流电机的电枢绕组是电机的核心组成部分之一，它起着关键的作用。
电枢绕组由一根导线或多根绕组线组成，绕制在电机的铁芯上。
当通电时，电枢绕组中产生的电流会在磁场的作用下产生电磁力，并与磁场相互作用，从而使电机转动。
电枢绕组的原理基于安培力和洛伦兹力的相互作用。
根据安培力的规律，通过电流的导线会产生磁场，而洛伦兹力则描述了导体在磁场中受到的力。
在直流电机中，电枢绕组通电后会形成一个磁场，而磁场的方向由右手定则决定。
同时，电枢绕组中的电流会受到磁场的作用而受到力的作用。
根据洛伦兹力的规律，电流与磁场垂直时会受到最大力的作用，从而产生转矩，推动电机转动。
为了增加电机的转动力矩和效率，电枢绕组的设计非常重要。
常见的电枢绕组采用多层绕组的形式，绕制在铁芯上。
绕组的导线一般是由导电性良好的铜线制成，以保证电流的通畅。
此外，绕组的绕制方式也影响着电机的性能。
对于大功率的直流电机，采用脱带绕组可以减少电流的损耗，提高电机的效率。
另外，电枢绕组的绕制方式也会影响电机的特性。
采用平绕方式绕制的电机具有较高的转矩和力矩平衡性，适用于需要大转矩的场合。
而采用波绕方式绕制的电机则具有较高的转速和功率密度，适用于高速场合。
因此，在电机设计中，需要根据具体的应用要求来选择适合的电枢绕组方式。
总之，直流电机的电枢绕组是电机中至关重要的部分，它的设
计和绕制方式会直接影响电机的性能和特性。
通过合理的设计和优化，可以实现电机的高效运转和满足特定应用要求。
直流电机的电枢绕组
电刷放在几何中性线上，并不代表电刷的实际位置，而是 指被电刷短路的1 2元3件4的5两6个7有8效9边10处11于12几13何14中1性5 16线。
N
S
N
S
16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
A1
B1
A2
B2
Ia
A+
B-
单迭绕组的并联支路数等于极数，并联支路对数等于极对 数：a=p 电机出线端的电流Ia与每个元件中的电流ia之间的关系为：
边在电枢表面的距离，通常用槽数来表示 选择的原则：应使每个元件的感应电动势和电磁转矩尽
可能地大，所以应接近或等于一个极距。等于极距，称
为 为长整换换矩距向向绕绕器片组组矩在；y。换k小：短向于每距器极个绕表距元组面，件端上称的部的为首接距短末线离距端短，绕所，通组连省常；接铜用大的且所于两利跨极个于距换，向称，
分类: 迭绕组(单迭绕组和复迭绕组) 波绕组(单波绕组和复波绕组) 混合绕组(又称蛙形绕组) 用p来表示
极距：相邻两个主磁极轴线沿电枢表面之间的距离，
用通常用槽数来表示。 z
2p
单迭和单波绕组及其节距
第一节矩y1：同一元件的两个有效边在电 合成枢节表矩面y所：跨直的接距相离连，的通两常个用元槽件数的来对表应示
导体：元件一个有效边中的一匝导线 总导体数：2n倍的总元件数，z倍的每槽导体数
每条支路串联支路数：N/2a 每条支路串联元件数：N/2a/2n
常用。
的换向片数来表示
哪种节距的元件产生的感应电动势最大，为什么？
两个直接串联的后一个元件的端部是紧叠在前一个元 用件换槽的向数端器表部节示上距的，为y所1和，以用所称换以为向称“片为迭表“”示单绕的迭组y”k。在绕因数组为值。同上一是元相件等的的
直流电机电枢绕组
1-3 直流电机的电枢绕组
（2）计算绕组数据
槽数z=线圈数S=16； 极距τ ＝z/2p＝ 16/4＝4槽； 第一节距 y1＝τ ＝4（槽）； 因为单叠右行，则 合成节距y＝+ 1； 第二节距y2＝y1－y＝3（槽）
1-3 直流电机的电枢绕组
（3）画绕组展开图
2
N极
S极Βιβλιοθήκη N极S极163
4
15
14
1-3 直流电机的电枢绕组
三、结论 常用直流电机绕组型式的支路数： 单叠绕组：2a = 2p 或 a = p 单波绕组：2a = 2 或 a = 1 双叠绕组：2a = 4p 双波绕组：2a = 4 其中，a为支路对数；p为极对数
1-3 直流电机的电枢绕组
举例
（1）题目 一台4极16槽直流电机，已知换向片数K=16；电枢
额定电流为
P1N
PN
N
180 201.12 kW 0.895
IN
PN UN
180 103
230
782.61 A
1-4 直流电机的额定值
【例题1-2】直流电动机，PN=15kW，UN=110V， nN=1500r/min，N 0.85，求其输入功率P1和额定电流IN。
解： 输入功率为
额定电流为
PN = UNIN （2）对于直流电动机，PN是指输出的机械功率，所 以公式中还应有效率ηN存在。
PN = UNINηN
1-4 直流电机的额定值
【例题1-1】已知一台直流发电机的部分额定数据为： PN=180kW，UN=230V，N 89.5% ，求额定输入功率P1N和额 定电流IN。 解： 额定运行时输入的机械功率为
直流电机换向极绕组与电枢绕组的区别
直流电机换向极绕组与电枢绕组的区别下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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O
O
O
可见，和电刷A接触的导体总是位于N极下，和电刷B接触 的导体总是位于S极下，因此电刷A的极性总是正的，电刷B的 极性总是负的，在电刷A、B两端可获得直流电动势。
实际直流发电机的电枢是根据实际需要有多个线圈。线圈
分布在电枢铁心表面的不同位置，按照一定的规律连接起来，
构成电机的电枢绕组。磁极也是根据需要N、S极交替旋转多对
波绕组：指把相隔约为一对极距的同极性磁场下的相应元件串 联起来，象波浪式的前进。
直流电机电枢绕组
第一节距 y1 ：一个元件的两个有效边在电枢表面跨过的距离。
第二节距 y 2 ：连至同一换向片上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间的距离。
合成节距 y：连接同一换向片上的两个元件对应边之间的距离。
直流电机电枢绕组
直流电机电枢绕组
3.1.3 直流电机的铭牌数据
额定值 是制造厂对各种电气设备（本章指 直流电机）在指定工作条件下运行时所规定的 一些量值。在额定状态下运行时，可以保证各 电气设备长期可靠地工作。并具有优良的性能 。额定值也是制造厂和用户进行产品设计或试 验的依据。额定值通常标在各电气的铭牌上， 故又叫铭牌值。
单叠绕组
yy1y2
单波绕组
yy1y2
y1
换向节距 y k：同一元件首末端连接的 N
S
换向片之间的距离。
y
y2
直流电机电枢绕组
1 23
二、单叠绕组
单叠绕组的特点是相邻元件(线圈)相互叠压,合成节距与换向节
距均为1，即：yyk 1 。
n
15 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
直流电机电枢绕组
当电枢旋转到右图所示位置 时 原N极性下导体ab转到S极下，受 力方向从左向右，原S 极下导体cd 转到N极下，受力方向从右向左。 该电磁力形成逆时针方向的电磁转 矩。线圈在该电磁力形成的电磁转 矩作用下继续逆时针方向旋转。
同直流发电机相同，实际的 直流电动机的电枢并非单一线圈 ，磁极也并非一对。
第三章 直流电动机的稳态运行
本章主要讨论直流电机的基本结构和工作原理，讨论直流电 机的磁场分布、感应电动势、电磁转矩、电枢反应及影响、换向 及改善换向方法。
3.1 直流电机的基本工作原理与结构 3.2 直流电机电枢绕组 3.3空载和负载时直流电机的磁动势和磁场 3.4 直流电机的电枢电动势和电磁转矩 3.5直流电机的基本方程 3.6直流电机的运行特性 3.7直流电动机的起动、调速和制动 3.8 直流电机的换向
。
直流电机电枢绕组
二、直流电动机工作原理 直流电动机是将电能转变成机械能的旋转机械。
在磁场作用下，N极性下导体 ab受力方向从右向左，S 极下导体 cd受力方向从左向右。该电磁力形 成逆时针方向的电磁转矩。当电磁 转矩大于阻转矩时，电机转子逆时 针方向旋转。
把电刷A、B接到直流电源上， 电刷A接正极，电刷B接负极。此时 电枢线圈中将电流流过。如右图。
旋转180 0 后 ，如右图。
导体ab在S极下，a点低电 位，b点高电位；导体cd在N极 下，c点低电位，d点高电位； 电刷A极性仍为正，电刷B极性 仍为负。
可见，和电刷A接触的导体总 是位于N极下，和电刷B接触的导 体总是位于S极下，
直流电机电枢绕组
气隙磁场的分布波形
b
电枢线圈电动势波形
e
电枢绕组输出电压波形
⒈额定功率 PN 指电机在铭牌规定的额定状态下运行时，电机的输出功率，
以 "W" 为量纲单位。若大于 1kW 或 1MW 时,则用 kW 或 MW 表示 。
对于直流发电机，PN是指输出的电功率，它等于额定电压和额定
电流的乘积。PN＝UNIN
对于直流电机，PN是指输出的机械功率，所以公式中还应有效
率ηN存在。P9 10 N 12 13 14 S 16
15 16 1 2 3
A1
+
45
B1
6_ 7
89
A2
10 11 12 13
+
B2
14_ 15
直流电机电枢绕组
+
_
绕组的并联支路电路图
直流电机电枢绕组
单叠绕组的的特点： 1） 同一主磁极下的元件串联成一条支路，主磁极数与支 路数相同。 2）电刷数等于主磁极数，电刷位置应使感应电动势最大，电 刷间电动势等于并联支路电动势。电刷放置在几何中性线上 3）电枢电流等于各支路电流之和。 4）电枢电流的方向以电刷为分界换向。
右图为直流发电机的物理模 型，N、S为定子磁极，abcd是固 定在可旋转导磁圆柱体上的线圈， 线圈连同导磁圆柱体称为电机的转 子或电枢。线圈的首末端a、d连 接到两个相互绝缘并可随线圈一同 旋转的换向片上。转子线圈与外电 路的连接是通过放置在换向片上固 定不动的电刷进行的。
直流电机电枢绕组
当原动机驱动电机转子逆时针
直流电机电枢绕组
三、单波绕组
单波绕组的合成节距与换向节距相等。
单波绕组的特点
1）同极下各元件串联起来组成一条支路，支路对数为1，与磁极对 数无关； 2）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；
直流电机电枢绕组
⒉额定电压 UN 指额定状态下电枢出线端的电压，以 “V” 为量纲单位
。
⒊额定电流 IN 指电机在额定电压、额定功率时的电枢电流值，以
“A” 为量纲单位。
⒋额定转速 nN 指额定状态下运行时转子的转速，以r/min为量纲单位
。
⒌额定励磁电流 If 指电机在额定状态时的励磁电流值。
直流电机电枢绕组
3.2 直流电机的电枢绕组
一、直流枢绕组基本知识
元件：构成绕组的线圈称为绕组元件，分单匝和多匝两种。
元件的首末端：每一个元件均引出两根线与换向片相连，其中 一根称为首端，另一根称为末端。
极距：相邻两个主磁极轴线沿电枢表面之间的距离，用 表示。
D 2p
叠绕组：指串联的两个元件总是后一个元件的端接部分紧叠在前 一个元件端接部分，整个绕组成折叠式前进。
直流电机电枢绕组
3.1 直流电机的基本工作原理和结构
3.1.1直流电机的主要结构
电枢
定子
主磁极 换向磁极 电刷装置
铁心和绕 组机 风座 扇
机座
端盖
转子
电枢铁心 电枢绕组 换向器
转轴 轴承
端 直流电机电枢盖绕组
主磁极 励磁绕组
电 刷
换向 器
接线板 接线盒
3.1.2直流电机的工作原理
一、直流发电机工作原理