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电机及拖动基础课件第二章2.ppt

发布:2017-08-20约字共89页下载文档
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第六节 直流电机的运行原理 一、直流电机的基本方程式 (一)电动势平衡方程式 对于并励电动机 Ff、Fa产生气隙磁场——称为双边励磁。Ff、Fa互相垂直,故励磁回路与电枢回路互感为零。电枢绕组旋转时切割气隙磁场,有相对运动——电枢绕组产生感应电势。 若电机稳态运行 对于发电机 对于电动机 UEa, Ea是反电势,与Ia反向 EaU, Ea为电源电势,不是反电势,与Ia同向 (二)转矩平衡方程式 对于电动机, 稳态运行时 其中T2为负载制动转矩,T0为空载损耗转矩, 对于发电机, 其中T1为原动机拖动转矩。 稳态运行时 为惯性转矩。 根据牛顿定律,机械系统中任何瞬间转矩必须保持平衡。 短距绕组 整距绕组 长距绕组 二、绕组的基本形式 1 1 1 (一)单叠绕组 单叠绕组的特点:元件的两个端子连接在相邻的两个换向片上。 单叠绕组所有的相邻元件依次串联,即后一元件的首端与前一元件的末端连在一起,接到一个换向片上。最后一个元件末端与第一个元件首端连接在一起,形成一个闭合回路。 右上图中,y1=4;右下图中,y=yc=1 y1=4 右行绕组,y=yc=1;左行绕组,y=yc=-1。 例:一台直流电动机的极对数p=2,槽数Q、元件数S及换向片数K都为16, y1=4,yc=1,画出单叠绕组展开图。 解:1.计算绕组数据 因为是单叠,所以 2.画绕组展开图: (1)先画16根等长等距的实线,代表各槽上层元件边,再画16根等长等距的虚线,代表各槽下层元件边。 (2)根据y1,画出第一个元件的上下层边(1~5槽),令上层 边所在的槽号为元件号。 (3)接上换向片,1、2片之间对准元件中心线,之后等分换向器,定出换向片号。 (4)画第二个元件,上层边在第2槽,与第一个元件的下层边连接;下层边在第6槽与3号换向片连接。按此规律,一直把16个元件全部连接起来。 (5)放磁极:磁极均匀分布在圆周,N极磁力线垂直指向纸面,S极磁力线垂直从纸面穿出。 (6)放电刷:对准在磁极轴线下,画一个换向片宽。并把相同极性下的电刷并联起来。实际运行时,电刷是静止不动的,电枢在旋转,但是被电刷所短路的元件,永远都是处于电机的几何中性线,其感应电动势是接近零的。为使正、负电刷间引出的电动势最大,已知被电刷所短路的元件电动势为零,在元件端接线对称的情况下,电刷的实际位置应在磁极中性线下,所以习惯上称为“电刷放在几何中性线位置”。 单叠绕组电路图 单叠绕组展开图 单叠绕组是相邻元件(线圈)相互叠压,合成节距与换向器节距均为1,即 单叠绕组的特点: (1)元件的两个出线端连接于相邻两个换向片上; (2)并联支路数等于磁极数 ; (3)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”; (4)每条支路由不相同的电刷引出,所以电刷不能 少,电刷数等于磁极数; (5)正负电刷之间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; (6)由正负电刷引出的电枢电流为各支路电流之和 (二)单波绕组 单波绕组—不是把元件依次串联,而是把相隔大约两个极距,即在磁场中的位置差不多相对应的元件连接起来。 节距计算 右行绕组,绕行一周后比出发时的换向片后退一步; 左行绕组,绕行一周后比出发时的换向片前进一步。 接近于 1、槽、元件、换向片编号且对应,并有S=K=Q; 2、 是第一节距,以槽数计,上层实线, 下层画虚线; 3、换向器节距,yc=(k±1)/p=整数,左行绕组 取“-”,右行绕组取“+”; 4、放置磁极; 5、放置电刷,电刷数=极数,电刷放置原则如前。 展开图画法 单波绕组展开图 单波绕组 电路图 单波绕组 展开图 单波绕组的特点 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; 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; 3)电刷数等于磁极数; 5)电枢电流等于两条支路电流之和。 4)电枢电动势等于支路感应电动势; 绕组小结 (1)单叠、单波均是通过换向片联成闭合绕组; (2)单叠yc=1,a=p,每个极下为一条支路,多为右行; 单波yc=(K±1)/p,a=1,同极下为一条支路,多为左行。 (3)电刷放置原则:a、电刷数=极数; b、电刷、磁极在圆周上等分; c、端部对称的元件,电刷
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