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1、第七章第七章 直流电机的磁路直流电机的磁路和电枢绕组和电枢绕组7-1 概述概述 电机感应电动势和产生电磁转矩都离不开磁电机感应电动势和产生电磁转矩都离不开磁场，要了解电机的运行状况首先要了解电机的磁场，要了解电机的运行状况首先要了解电机的磁路和磁化特性。路和磁化特性。电枢绕组是直流电机的核心部分。依据不同电枢绕组是直流电机的核心部分。依据不同的联结方法可分为：单叠、单波、复叠、复波和的联结方法可分为：单叠、单波、复叠、复波和混合绕组等。混合绕组等。7-2直流电机的磁路和磁化特性直流电机的磁路和磁化特性一、空载时磁场分布一、空载时磁场分布 电机中磁场的分布是对称的，由励磁动势所建电机中磁场的分布
2、是对称的，由励磁动势所建立的主极磁通分两部分：主磁通立的主极磁通分两部分：主磁通0和漏磁通和漏磁通。00图图1直流电机空载时的磁场分布直流电机空载时的磁场分布磁通和磁路磁通和磁路磁路从气隙磁路从气隙1动身经电枢齿电枢轭电枢动身经电枢齿电枢轭电枢齿齿2气隙气隙2主磁极主磁极2定子轭主磁极定子轭主磁极1，最终，最终又回到气隙又回到气隙1。磁通和磁路磁通和磁路主磁通、主磁路：由主磁通、主磁路：由N N极动极动身，身，经气隙进入电枢齿部，经气隙进入电枢齿部，经电枢铁心的磁轭到另外的经电枢铁心的磁轭到另外的电枢齿，通过气隙进入电枢齿，通过气隙进入S S极，极，再经定子轭回到原来再经定子轭回到原来N N极
3、。极。主磁通交链励磁主磁通交链励磁绕组和电枢绕组，绕组和电枢绕组，在电枢绕组中感在电枢绕组中感应电势，产生电应电势，产生电磁转矩。磁转矩。漏磁通、漏磁路：不进入漏磁通、漏磁路：不进入电枢铁心，干脆经过相邻电枢铁心，干脆经过相邻的磁极或定子轭。的磁极或定子轭。影响饱和影响饱和程度程度主磁通和漏磁通主磁通和漏磁通主磁通主磁通0和漏磁通和漏磁通由同一磁动势建立；由同一磁动势建立；0所走的路径气隙小，磁阻小；所走的路径气隙小，磁阻小；漏磁通所走的路径气隙大，磁阻大；漏磁通所走的路径气隙大，磁阻大；漏磁系数：漏磁系数：磁路计算磁路计算磁路计算的目的：磁路计算的目的：对于每极主磁通对于每极主磁通对于每极主
4、磁通对于每极主磁通0，求出每对主极所需的，求出每对主极所需的，求出每对主极所需的，求出每对主极所需的磁动势磁动势磁动势磁动势F F。通常选取经过主磁极中心线底下的气隙和通常选取经过主磁极中心线底下的气隙和通常选取经过主磁极中心线底下的气隙和通常选取经过主磁极中心线底下的气隙和电枢齿所构成的一条闭合回路计算。电枢齿所构成的一条闭合回路计算。电枢齿所构成的一条闭合回路计算。电枢齿所构成的一条闭合回路计算。整个闭合磁路分为整个闭合磁路分为5段：段：两个气隙、两个电枢两个气隙、两个电枢齿、一段电枢轭、两个主极铁心和一个定子轭。齿、一段电枢轭、两个主极铁心和一个定子轭。磁路计算磁路计算磁路计算的步骤：磁
5、路计算的步骤：1、先求经过某一段的磁通；、先求经过某一段的磁通；2、依据该段的有效截面积、依据该段的有效截面积SX计算该段的磁密计算该段的磁密BX；3、由、由BX在磁化曲线上查在磁化曲线上查HX；4、确定各段、确定各段磁路计算长度磁路计算长度LX；5、计算各段磁路磁压降、计算各段磁路磁压降HXLX；6 6、相加各段磁路磁压降得出一对磁极所需的总、相加各段磁路磁压降得出一对磁极所需的总磁动势：磁动势：。气隙磁场气隙磁场B BbddatN在主极直轴旁边的气隙较小，在主极直轴旁边的气隙较小，并且气隙匀整，磁阻小，即此并且气隙匀整，磁阻小，即此位置的主磁场较强，在此位置位置的主磁场较强，在此位置以外，
6、气隙渐渐增大，主磁场以外，气隙渐渐增大，主磁场也渐渐减弱，到两极之间的几也渐渐减弱，到两极之间的几何中线处时，磁密等于何中线处时，磁密等于0 0。主磁场磁密的分布主磁场磁密的分布在一个磁极的范围内，励在一个磁极的范围内，励磁磁势大小一样，磁磁势大小一样，B大小完大小完全与气隙长度成反比。全与气隙长度成反比。空载磁化曲线空载磁化曲线磁化曲线：表示空载主磁通磁化曲线：表示空载主磁通0与主极励磁与主极励磁磁动势磁动势Ff之间的关系曲线，之间的关系曲线，0f（Ff）。）。通过试验或计算得到。通过试验或计算得到。0Ff直线，不直线，不饱和部分饱和部分膝点膝点饱和部分饱和部分FF0(膝点处约膝点处约1.1
7、1.35)k为为磁路的磁路的饱饱和和系数，系数，电电机一般运行机一般运行在膝点在膝点处处。图图2磁化特性曲磁化特性曲线线7-3电枢绕组的一般学问电枢绕组的一般学问一、直流电机叠绕组的连接规律一、直流电机叠绕组的连接规律一、直流电机叠绕组的连接规律一、直流电机叠绕组的连接规律 电枢绕组是由若干结构形态相同的元件按确电枢绕组是由若干结构形态相同的元件按确定规律联结成电路的闭合通路。定规律联结成电路的闭合通路。最终形成一个闭合通路。最终形成一个闭合通路。电流电流 沿换向片沿换向片导体导体端接线端接线导体导体相邻换向片相邻换向片下个线圈下个线圈单匝叠绕组元件单匝叠绕组元件 1 2L一、直流电机叠绕组的
8、连接规律一、直流电机叠绕组的连接规律一个绕组元件两端分别与两片换向片连接以一个绕组元件两端分别与两片换向片连接以一个绕组元件两端分别与两片换向片连接以一个绕组元件两端分别与两片换向片连接以便与下一个元件相连。便与下一个元件相连。便与下一个元件相连。便与下一个元件相连。1 2 3 45留意：绕组的各个元件之留意：绕组的各个元件之间通过换向片互联，一个间通过换向片互联，一个换向片与两个线圈边连接。换向片与两个线圈边连接。故整个电枢绕组的元件数故整个电枢绕组的元件数S和换向片数和换向片数K相等，即相等，即S=K。一个元件边只有一根导体称一个元件边只有一根导体称单匝单匝绕组，有多绕组，有多根导体称根导
9、体称多匝多匝线圈。线圈。一、直流电机叠绕组的连接规律一、直流电机叠绕组的连接规律 为了便于工艺制造，每个元件的一个元件边为了便于工艺制造，每个元件的一个元件边为了便于工艺制造，每个元件的一个元件边为了便于工艺制造，每个元件的一个元件边嵌放在某一槽内的上层（上层元件边），另一元嵌放在某一槽内的上层（上层元件边），另一元嵌放在某一槽内的上层（上层元件边），另一元嵌放在某一槽内的上层（上层元件边），另一元件边放在另件边放在另件边放在另件边放在另 一槽的下层（下元件边）。一槽的下层（下元件边）。一槽的下层（下元件边）。一槽的下层（下元件边）。同一槽放了两个不同元件的有效边，因此电枢同一槽放了两个不同元
10、件的有效边，因此电枢的槽数的槽数Q也等于元件数也等于元件数S。c a ac二、实槽与虚槽二、实槽与虚槽在实际的电机中，常在每个槽的上、下层各在实际的电机中，常在每个槽的上、下层各在实际的电机中，常在每个槽的上、下层各在实际的电机中，常在每个槽的上、下层各嵌放多个元件边，嵌放多个元件边，嵌放多个元件边，嵌放多个元件边，电枢铁心四周表面有时不能冲电枢铁心四周表面有时不能冲电枢铁心四周表面有时不能冲电枢铁心四周表面有时不能冲太多的槽，因此引入虚槽的概念，即同一槽内每太多的槽，因此引入虚槽的概念，即同一槽内每太多的槽，因此引入虚槽的概念，即同一槽内每太多的槽，因此引入虚槽的概念，即同一槽内每个上、下元
11、件边所占的槽的位置为一个虚槽。个上、下元件边所占的槽的位置为一个虚槽。个上、下元件边所占的槽的位置为一个虚槽。个上、下元件边所占的槽的位置为一个虚槽。而虚槽数等于元件数，也等于换向片数，即：而虚槽数等于元件数，也等于换向片数，即：Qu=S=K 若一个实槽包含若一个实槽包含u个虚槽，则虚槽数个虚槽，则虚槽数Qu与实槽与实槽数数Q有关系：有关系：Qu=uQ。三、绕组节距三、绕组节距1、第一节距、第一节距y1：指同一元件两个边之间的距离，指同一元件两个边之间的距离，用虚槽数来计算，为使元件感应最大电动势，要用虚槽数来计算，为使元件感应最大电动势，要使使y1等于一个极距。等于一个极距。=Qu/2Py
12、y1 1y1必需是一整数，因此必需是一整数，因此y1=Qu/2P。y1Qu/2P时称短距元件，时称短距元件，短距元件端短距元件端接线短，省铜，有利换向，因此接线短，省铜，有利换向，因此通常取通常取短距。短距。三、绕组节距三、绕组节距2、其次节距、其次节距y2：指同一换向片所串联的两个元：指同一换向片所串联的两个元件中，前一元件的下元件边与后一元件的上元件件中，前一元件的下元件边与后一元件的上元件边之间的距离，也用虚槽数表示。边之间的距离，也用虚槽数表示。y y2 2 若节距若节距y2等于等于y1，不能使，不能使绕组在电枢中合理分布。绕组在电枢中合理分布。思索：思索：y2是否能等于是否能等于y1
13、？三、绕组节距三、绕组节距3、合成节距、合成节距y：指指在相邻联接的两个在相邻联接的两个元件的对应边之间在电枢表面上用虚元件的对应边之间在电枢表面上用虚槽数表示的距离槽数表示的距离。合成节距合成节距y总与换向片节距总与换向片节距yk相等。相等。叠绕组叠绕组和波绕组波绕组:y=y1+y2y y4、换向片节距、换向片节距yk：指指每一元件的两端每一元件的两端所联接的两换向片之间的距离，以换所联接的两换向片之间的距离，以换向片数表示向片数表示。yk1、电枢绕组与换向片、电枢绕组与换向片四、叠绕组的联结示意图四、叠绕组的联结示意图结论：结论：通过换向片，通过换向片，6 6个元件依次串联构成一个个元件依
14、次串联构成一个闭合回路。闭合回路。四、叠绕组的联结示意图四、叠绕组的联结示意图2、电枢绕组与电刷连接、电枢绕组与电刷连接位于对称位置的电刷将闭合的位于对称位置的电刷将闭合的6 6个线圈分成两条并联支路。个线圈分成两条并联支路。两个电刷位于换向器内圆对称位置两个电刷位于换向器内圆对称位置(实际放置在外圆上实际放置在外圆上)。单叠绕组、单波绕组、单叠绕组、单波绕组、复波绕组、复叠绕组、复波绕组、复叠绕组、混合绕组等。混合绕组等。五、电枢绕组的联结方法五、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、绕组联结方法主要表述绕组联结规律的节距、绕组绽开图、元件联结图、并联支路图。绕组绽开图
15、、元件联结图、并联支路图。7-4单叠绕组单叠绕组主要内容：主要内容：绕组联结规律及节距绕组联结规律及节距绕组绽开图绕组绽开图元件联结图元件联结图并联支路图并联支路图单叠绕组的联结规律及节距单叠绕组的联结规律及节距叠：叠：两个相临联接的元件，后一元两个相临联接的元件，后一元件的端部紧叠在前一元件的端部。件的端部紧叠在前一元件的端部。单：单：首末端相联的两换向片相隔一首末端相联的两换向片相隔一个换向片的宽度。个换向片的宽度。特点：特点：槽数槽数Qu、元件数、元件数S和换向片数和换向片数K三者相同。三者相同。y=yk=1 取正号则绕行换向片一周后，比动身时的换取正号则绕行换向片一周后，比动身时的换向
16、片前进一片，称为右行绕组；取负号则后退一向片前进一片，称为右行绕组；取负号则后退一片，称为左行绕组。一般接受右行绕组。片，称为左行绕组。一般接受右行绕组。单叠绕组分析实例单叠绕组分析实例节距计算：节距计算：yyk1计算节距计算节距y、y1和和y2画绕组展开图画绕组展开图安放电刷和磁极安放电刷和磁极实例：实例：2p4，QuSK161单叠绕组绽开图单叠绕组绽开图1.槽展开2.绕组放置3.安放磁极电刷123456789101112131416152345678910111213141615NSNS+绕组放置绕组放置元件元件元件元件1 1：上元件边在上元件边在上元件边在上元件边在1 1槽上层，下元件边
17、放在相槽上层，下元件边放在相槽上层，下元件边放在相槽上层，下元件边放在相距距距距y y1 1=4=4即即即即5 5槽下层。槽下层。槽下层。槽下层。元件元件元件元件2 2：上元件边在上元件边在上元件边在上元件边在2 2槽上层，下元件边放在相槽上层，下元件边放在相槽上层，下元件边放在相槽上层，下元件边放在相距距距距y y1 1=4=4即即即即6 6槽下层。槽下层。槽下层。槽下层。以此类推放置其他元件。以此类推放置其他元件。以此类推放置其他元件。以此类推放置其他元件。虚槽中的上层元件边用实线表示，下层元件边虚槽中的上层元件边用实线表示，下层元件边用虚线表示，元件边上下的斜线表示端接。用虚线表示，元件
18、边上下的斜线表示端接。主极轴线及几何中性线主极轴线及几何中性线主极轴线：主磁极中心线主极轴线：主磁极中心线几何中性线：磁极之间的平分线，此处几何中性线：磁极之间的平分线，此处空载时的磁空载时的磁通密度为零。通密度为零。NS12主极轴线主极轴线NSSNA1A2B1B2主极轴线主极轴线几何中性线几何中性线某一瞬间某一瞬间磁极、电刷放置磁极、电刷放置磁极：磁极宽度约磁极：磁极宽度约磁极：磁极宽度约磁极：磁极宽度约0.70.7，匀整分布，匀整分布，匀整分布，匀整分布，N N、S S极交替极交替极交替极交替支配。支配。支配。支配。电刷：为了在正负电刷间获得最大直流电势以及电刷：为了在正负电刷间获得最大直
19、流电势以及电刷：为了在正负电刷间获得最大直流电势以及电刷：为了在正负电刷间获得最大直流电势以及产生最大的电磁转矩，电刷放在被电刷短路的元产生最大的电磁转矩，电刷放在被电刷短路的元产生最大的电磁转矩，电刷放在被电刷短路的元产生最大的电磁转矩，电刷放在被电刷短路的元件电势为零的位置。件电势为零的位置。件电势为零的位置。件电势为零的位置。在磁极的几何中性线上的元件电势为零，在磁极的几何中性线上的元件电势为零，在磁极的几何中性线上的元件电势为零，在磁极的几何中性线上的元件电势为零，在同一极性主极下的元件边电势具有相同的方向。在同一极性主极下的元件边电势具有相同的方向。在同一极性主极下的元件边电势具有相
20、同的方向。在同一极性主极下的元件边电势具有相同的方向。电刷放置：电刷放置在使电刷的中心线与主极轴电刷放置：电刷放置在使电刷的中心线与主极轴电刷放置：电刷放置在使电刷的中心线与主极轴电刷放置：电刷放置在使电刷的中心线与主极轴线对准的换向片上。线对准的换向片上。线对准的换向片上。线对准的换向片上。单叠绕组元件联结图单叠绕组元件联结图 绕电枢一周，全部元件相互串联构成一闭合绕电枢一周，全部元件相互串联构成一闭合回路。回路。567891011 121314151612341 2 3 45 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1y2yy1 两元件之间的虚线，表示通过换向器上的同两元
21、件之间的虚线，表示通过换向器上的同一片换向片把两元件串联起来。一片换向片把两元件串联起来。元件、上元件边及其所在的虚槽，与其联结元件、上元件边及其所在的虚槽，与其联结的换向片都具有相同的号码，下元件边用它所在的换向片都具有相同的号码，下元件边用它所在的虚槽的号码上标加一撇表示。的虚槽的号码上标加一撇表示。单叠绕组单叠绕组某一瞬间某一瞬间并联支路图并联支路图 每个极下的元件组成一条支路，即单叠绕组每个极下的元件组成一条支路，即单叠绕组的并联支路数正好等于电机的极数。的并联支路数正好等于电机的极数。23478610111214161551391A1A2B1B212109561314单叠绕组的特点单
22、叠绕组的特点元件的两个出线端连接于相邻两个换向片上。元件的两个出线端连接于相邻两个换向片上。元件的两个出线端连接于相邻两个换向片上。元件的两个出线端连接于相邻两个换向片上。并联支路数等于磁极数，并联支路数等于磁极数，并联支路数等于磁极数，并联支路数等于磁极数，2 2a a=2=2p p；整个电枢绕组的闭合回路中，感应电动势的总整个电枢绕组的闭合回路中，感应电动势的总整个电枢绕组的闭合回路中，感应电动势的总整个电枢绕组的闭合回路中，感应电动势的总和为零，绕组内部无环流；和为零，绕组内部无环流；和为零，绕组内部无环流；和为零，绕组内部无环流；每条支路由不相同的电刷引出，电刷不能少，每条支路由不相同
23、的电刷引出，电刷不能少，每条支路由不相同的电刷引出，电刷不能少，每条支路由不相同的电刷引出，电刷不能少，电刷数等于磁极数电刷数等于磁极数电刷数等于磁极数电刷数等于磁极数;正负电刷引出的电动势即为每一支路的电动势，正负电刷引出的电动势即为每一支路的电动势，正负电刷引出的电动势即为每一支路的电动势，正负电刷引出的电动势即为每一支路的电动势，电枢电压等于支路电压电枢电压等于支路电压电枢电压等于支路电压电枢电压等于支路电压;由正负电刷引出的电枢电流由正负电刷引出的电枢电流由正负电刷引出的电枢电流由正负电刷引出的电枢电流I Ia a为各支路电流之为各支路电流之为各支路电流之为各支路电流之和，即和，即和，
24、即和，即思索题思索题？答：取掉答：取掉B1，A2，四条支路变为两条。，四条支路变为两条。1、直流电机电枢绕组取掉相邻一个或两个电刷，、直流电机电枢绕组取掉相邻一个或两个电刷，直流电机会怎样运行？直流电机会怎样运行？2、取掉相对（、取掉相对（B1，B2）电刷会怎样？）电刷会怎样？答：整个回路被答：整个回路被A1和和A2短接，电机不能工作。短接，电机不能工作。3、电枢绕组闭合回路是否有环流？、电枢绕组闭合回路是否有环流？答：各支路电势数值相等，电枢绕组回路总电势答：各支路电势数值相等，电枢绕组回路总电势为零。不出现环流。为零。不出现环流。思索题思索题？答：主极数越多，电枢电流越大，故选用答：主极数
25、越多，电枢电流越大，故选用8磁极。磁极。4、大电流直流电机，选用、大电流直流电机，选用2磁极还是磁极还是8磁极？磁极？为了增大电枢电流为了增大电枢电流Ia，应增加并联支路数，应增加并联支路数，即增加主极数。但主极数受电机结构的限制，不即增加主极数。但主极数受电机结构的限制，不能随意增加。可以接受复叠绕组，使支路数成倍能随意增加。可以接受复叠绕组，使支路数成倍增加。增加。7-5单波绕组单波绕组主要内容：主要内容：绕组联结规律及节距绕组联结规律及节距绕组绽开图绕组绽开图元件联结图元件联结图并联支路图并联支路图 yk N S y1y2比照单叠绕组比照单叠绕组y=y1+y22yk=y 把相隔约一把相隔
26、约一对极距的同极性对极距的同极性的元件串联。的元件串联。N S N S 11515y k左行绕组左行绕组单波绕组的联结规律及节距单波绕组的联结规律及节距单波绕组的联结规律及节距单波绕组的联结规律及节距 首末端所接的两换向片相首末端所接的两换向片相隔很远，两个元件紧相串联后隔很远，两个元件紧相串联后形似波浪。形似波浪。为了使紧相串联的元件所产生的电势同向相为了使紧相串联的元件所产生的电势同向相加，这两个元件边应处于相同磁极极性下，即加，这两个元件边应处于相同磁极极性下，即合成节距合成节距 。单波绕组的联结规律及节距单波绕组的联结规律及节距沿电枢铁心一周后，必需回到原来起始换向片沿电枢铁心一周后，
27、必需回到原来起始换向片相邻的一换向片上，这样绕组才能接着往下绕。相邻的一换向片上，这样绕组才能接着往下绕。因此，换向片节距因此，换向片节距yk 应满足应满足，即：即：。yk为一整数，取正号时，绕组联结成右行绕组，为一整数，取正号时，绕组联结成右行绕组，取负号时，可得左行绕组。一般取负号，取负号时，可得左行绕组。一般取负号，这时端这时端接稍短。接稍短。单波绕组分析实例单波绕组分析实例实例：实例：实例：实例：2 2p p4 4，Q Qu u=S SK K1515，试绕左行单波绕组。，试绕左行单波绕组。，试绕左行单波绕组。，试绕左行单波绕组。节距计算节距计算:计算节距计算节距y、y1和和y2画绕组展
28、开图画绕组展开图安放电刷和磁极安放电刷和磁极元件、磁极、电刷放置原则元件、磁极、电刷放置原则元件、换向片的放置：元件、换向片的放置：1号元件上层边放号元件上层边放1号槽，下层边放号槽，下层边放4号槽；号槽；首末端所连的换向片相距首末端所连的换向片相距yk7；为了端部对称，首末端所连的两换向片之间为了端部对称，首末端所连的两换向片之间的中心线与的中心线与1号元件的轴线重合。号元件的轴线重合。1号元件上层边号元件上层边所连的换向片定为所连的换向片定为1号，依此依次联接。号，依此依次联接。磁极放置：磁极放置：N、S极磁极匀整交替的排列。极磁极匀整交替的排列。电刷的放置：电刷的放置：放在与主极轴线对准
29、的换向片上。放在与主极轴线对准的换向片上。单波绕组绽开图单波绕组绽开图3345678911101213 1415214567891011 1213 14 1512NSSN单波绕组元件联结图单波绕组元件联结图 从绕组绽开图可以看出，全部15个元件串联而构成一个闭合回路的依次是：1815 714 6 13 5 124 11 310 291联结图如下：联结图如下：411310291 8157146135121 8 15 714 6 13 5 12 4 11 3 10 2 9 1y2yy1单波绕组单波绕组某一瞬间某一瞬间并联支路图并联支路图单波绕组把相同极性下的全部元件串联起来单波绕组把相同极性下的全
30、部元件串联起来组成一条支路。由于磁极只有组成一条支路。由于磁极只有N、S之分，所以单之分，所以单波绕组的支路对数波绕组的支路对数a与极对数多少无关，恒久为与极对数多少无关，恒久为1，即，即a1。234761011121415A1A2B1B2115895413912815单波绕组的特点单波绕组的特点同极性下各元件串联起来组成一条支路，同极性下各元件串联起来组成一条支路，支路对数支路对数a1，与磁极对数，与磁极对数p无关。无关。当元件的几何尺寸对称时，电刷在换向器当元件的几何尺寸对称时，电刷在换向器表面上的位置对准主磁极中心线，支路电动表面上的位置对准主磁极中心线，支路电动势最大。势最大。电刷组数
31、应等于极数；电刷组数应等于极数；电枢电流电枢电流Ia2ia。单叠绕组和单波绕组的区分单叠绕组和单波绕组的区分单叠绕组：先串联全部上元件边在同一极下的元件，单叠绕组：先串联全部上元件边在同一极下的元件，形成形成一条支路。一条支路。每增加一对主极就增加一对支路。每增加一对主极就增加一对支路。2a2p。叠绕组并联的支路数多，每条支路中串联元件数少，叠绕组并联的支路数多，每条支路中串联元件数少，适用于较大电流、较低电压的电机。适用于较大电流、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，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
32、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。路数无关。2a2。波绕组并联的支路数少，每条支路中串联元件数多，波绕组并联的支路数少，每条支路中串联元件数多，适用于适用于较高电压、较小电流较高电压、较小电流的电机。的电机。直流电机绕组的归纳直流电机绕组的归纳全部的直流电机的电枢绕组总是自成闭路。全部的直流电机的电枢绕组总是自成闭路。全部的直流电机的电枢绕组总是自成闭路。全部的直流电机的电枢绕组总是自成闭路。电枢绕组的支路数（电枢绕组的支路数（电枢绕组的支路数（电枢绕组的支路数（2a2a）恒久是成对出现，这）恒久是成对出现，这）恒久是成对出现，这）恒久是成对出现，这是由于磁极数是由于
33、磁极数是由于磁极数是由于磁极数(2p)(2p)是一个偶数。是一个偶数。是一个偶数。是一个偶数。注：注：注：注：a a支路对数支路对数支路对数支路对数pp极对数极对数极对数极对数为了得到最大的直流电势，电刷总是与位于几为了得到最大的直流电势，电刷总是与位于几为了得到最大的直流电势，电刷总是与位于几为了得到最大的直流电势，电刷总是与位于几何中性线上的导体相接触。何中性线上的导体相接触。何中性线上的导体相接触。何中性线上的导体相接触。思索题思索题？答：不能，这样会使电刷下的平均电流密度增大，答：不能，这样会使电刷下的平均电流密度增大，简洁损坏电刷。简洁损坏电刷。1 1、既然一对正、负电刷可构成一对支
34、路，单波绕、既然一对正、负电刷可构成一对支路，单波绕组是否只须要一对正、负电刷？组是否只须要一对正、负电刷？答：答：3个个。2 2、单波绕组、单波绕组 p=3=3，则一周有几个绕组串联？，则一周有几个绕组串联？7-6其他型式电枢绕组简介其他型式电枢绕组简介 直流电机电枢绕组除单叠和单波绕组外，还有复叠、复波和混合绕组（蛙型绕组），它们之间的区分主要是换向器节距不同。复叠绕组的复叠绕组的ykm，m是大于是大于1的整数。它可以的整数。它可以看成看成m个单叠绕组通过电刷并联起来构成，它的并个单叠绕组通过电刷并联起来构成，它的并联支路对数是单叠绕组的联支路对数是单叠绕组的m倍，即倍，即a=mp。复波绕
35、组的复波绕组的，它可以看成，它可以看成m个单波个单波绕组通过电刷并联起来构成，它的并联支路对数绕组通过电刷并联起来构成，它的并联支路对数a=m。7-6其他型式电枢绕组简介其他型式电枢绕组简介混合绕组是由一套叠绕组和一套波绕组依据混合绕组是由一套叠绕组和一套波绕组依据确定规律在电枢槽中嵌放并联结到同一个换向器确定规律在电枢槽中嵌放并联结到同一个换向器上构成，这时每个槽可以分为上下四层来放置两上构成，这时每个槽可以分为上下四层来放置两套绕组。套绕组。混合绕组的并联支路对数多，其突出优点为混合绕组的并联支路对数多，其突出优点为可以较好地解决大型直流电机的换向困难问题。可以较好地解决大型直流电机的换向
36、困难问题。例题例题所以接受复叠绕组。所以接受复叠绕组。复叠复叠:一台直流发电机，一台直流发电机，2p=4，PN=10KW，UN=6V，若每一支路电流不超过若每一支路电流不超过300A，则电枢绕组应接受，则电枢绕组应接受何种绕法？何种绕法？解：解：单叠单叠:7-7直流电机电枢绕组的直流电机电枢绕组的感应电动势感应电动势单根导体的电动势：单根导体的电动势：有效导体数：有效导体数：绕组由绕组由2a个支路组成，个支路组成，每一支路串联的导体数为每一支路串联的导体数为 ，串联后组成一个支路的电动势，故电枢，串联后组成一个支路的电动势，故电枢绕组的感应电动势绕组的感应电动势Ea为：为：B Bavbx0v右
37、手定则右手定则电枢绕组的感应电动势电枢绕组的感应电动势式中式中ei为支路中第为支路中第i根根导体中的感应电动势，则：导体中的感应电动势，则：一根一根导体的平均电动势为导体的平均电动势为式中式中Bav和和B分分别为别为每极平均磁密和最大磁密每极平均磁密和最大磁密，。线速度线速度 ，其中，其中n是电枢转速是电枢转速(r/min)，每极磁通每极磁通 。电枢绕组的感应电动势电枢绕组的感应电动势代入式（代入式（7-1）得空载时平均感）得空载时平均感应电动势：应电动势：负载时感应电动势为：负载时感应电动势为：。式中式中的单位是韦伯的单位是韦伯(Wb)；Ce是常数，是常数，。感感应电动势的单位是伏应电动势的
38、单位是伏(V)。7-8直流电机电枢绕组的直流电机电枢绕组的电磁转矩电磁转矩bBavbx0.niaT单根导体受的电磁力：单根导体受的电磁力：为导体所在处的磁密。为导体所在处的磁密。导体距轴心的径向距离为导体距轴心的径向距离为D/2，则产生的电磁转矩，则产生的电磁转矩为为，则电枢绕组的电磁转矩为，则电枢绕组的电磁转矩为。左手定则左手定则电枢绕组的电磁转矩电枢绕组的电磁转矩式中式中ti为支路中第为支路中第i根根导体产生的电磁转矩，则：导体产生的电磁转矩，则：一根一根导体受的平均电磁转矩为导体受的平均电磁转矩为 。将将及及代入式（代入式（7-2）得：得：式中式中T的单位是的单位是Nm；Ct是常数，是常数，。S7-5S7-6X7-5本章习题本章习题