文档介绍：直流电机电枢绕组
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。
直流电机的电枢电动势和电磁转矩
、调速和制动
直流电机的换向
直流电机的基本工作原理与结构
第三章直流电动机的稳态运行
直流电机的基本工作原理和结构
主磁极
换向磁极
电刷装置
机座
端盖
定子
转子
电枢铁心
电枢绕组
换向器
转轴
轴承
风扇
机座
电枢
铁心和绕组
主磁极
电刷
换向器
接线板
接线盒
励磁绕组
端盖
一、直流发电机工作原理
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。
当原动机驱动电机转子逆时针旋转后,如右图。
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,
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,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。
气隙磁场的分布波形
电枢线圈电动势波形
电枢绕组输出电压波形
二、直流电动机工作原理
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。
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。
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。
当电枢旋转到右图所示位置时
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。
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。
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。PN=UNINηN
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。