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电机原理及拖动3、学习方法:要注意它既有基础理论的学习,又有结合工程实际综合应用的性质。要逐渐地培养学员的工程观点,掌握工程问题的处理方法。目录第一章直流电机原理 1.1直流电机的用途、结构及工作原理(2)换向极:它位于相邻两主磁极之间,构造与主磁极相似,其 作用是为了消除在运行过程中换向器产生的火花.2.转动部分(3)换向器:其作用是使电枢绕组的绕组元件中的电流进行 方向的交换,起着电流换向作用.电枢绕组元件 的引线就焊在换向片上.为了说明方便,作下列规定: (1)N导体和S导体:在N极下的导体称为N导体;在S极下的 导体称为S导体. (2)符号和符号:导体中电势(电流)的方向进入纸面时用表示;导体中电势(电流)的方向由纸面出来时用表示. 基本原理: 由于导体切割了磁力线,因而在导体内将产生感应电动势.根据右手定则,N导体中电势方向为;而S导体中电势方向为;即二者方向相反. N导体和S导体在交换(a和b位置),但是,b1和b2极性是恒定的,即b1恒为正,b2恒为负,故在电刷两端输出脉动的直流电压. 2.直流电动机的基本工作原理发电机:由主磁极产生的气隙磁通与电枢绕组切割而产生电势.wf——一个主磁极上激磁绕组的匝数; If——激磁绕组中的激磁电流; Rm——该段的磁组;Ф——磁通量气隙磁密的概念: 是指穿过气隙进入电枢表面或由电枢表面出来的磁通。 因而气隙磁密实际上是指电枢表面的磁通密度。 气隙磁密=主磁极作用产生部分+电枢磁势作用部分 主磁极磁势单独作用(电枢电流为零时): 气隙在极掌下大致 是均匀的。但在极 尖以外时,主磁通所 经气隙加大,磁密减 小,并在两主磁极中 间的几何中线上下降 为零。一、概述 电机的电枢绕组是电机的主要组成部件。 电机必须通过电枢绕组与气隙磁场相互作用才能实现 能量转换。 绕组类型:(1)单迭绕组;(2)复迭绕组;(3)单 波绕组;(4)复波绕组;(5)混合绕组。 其中,单迭和单波绕组是最基本的直流电枢绕组,是了解其他绕组的基础。 二、单迭绕组 1有关技术名词 (1)极轴线:它是将主磁极平分为左右两部分的直线。(2)极距:它是相邻两主磁极极轴线之间的距离,在相邻主磁极之间,与上述距离大小相等的距离,也叫极距。 (3)几何中线:是在相邻两极轴线之间并且与这两极轴线等距离的直线,两相邻主磁极以几何中线为轴作位置上的对称分布。以n—n表示。2.单迭绕组元件 单迭绕组由迭绕组元件按一定规律排列联接而成.绕组元件实际上是一个线圈,可以是多匝,也可以的单匝的. 绕组元件结构原理: a1b1及a2b2部分称为元件边, 用后端匝a1ma2及前端匝b1nb2 将元件边联结起来,使两元件 边中电势在元件中迭加. 端线c1d1及c2d2称为引线,d1为 元件的首端,d2为末端.元件 的首端和末端分别焊接在 不同的换向上. a1b1称为第一元件边,右边a2b2称为第二元件边.4.绕组电路分析: 元件2、3、4电势方向相同组成一个支路,元件6、7、8电势方向相同组成一个支路,但方向与2、3、4组成支路电势相反。 元件10、11、12与2、3、4支路电势方向相同故将电刷A1、A2接在一起;14、15、16与6、7、8支路电势方向相同故将B1、B2接在一起,引出正、负两个电极。 并联支路图: 每个主磁 极下的元件 串联成一条 支路,共有四 条并联支路 a=b=p,输出电 流Ia=2aia,a为并联 支路数、ia为去路 电流;p为主磁极 对数;b为电刷对数。 电枢反应:电枢磁动势对主磁极所建立的气隙磁场的影响。 电枢磁动势不仅与电枢电流大小有关,它还受 电刷位置的影响。 一、电枢磁动势与电枢磁场 二极直流电机电刷在几何中性线上时的电枢磁场分布图。 几点说明: 1.因电刷接触的换向片与几何中 性线处的导体相连,故把电刷画在几 何中性线处的导体上. 2.绕组只画一层,都在电枢表面上. 3.电流方向以电刷为分界线. 4.电枢磁场以电刷为极轴线,电刷 处磁势最强,主磁极的极轴线处 电枢磁势为零.电枢磁势与主磁极 磁势正交,称交轴电枢磁势.把电枢圆周从电刷处切开展成 直线并以主磁极轴线与电枢表面 的交点为空间坐标的起点,这点的 电枢磁动势为零. 电枢磁动势沿空间的分布: 电枢线负荷---电枢圆周表面单位 长度上的安培导体数. A= 应用全电流定律,有ΣHl=2Ax 认为总磁势全部降在两段气隙上 2Fax=2Ax即Fax=Ax 磁密Bax=μ0Hax=µ0Fax/δ二、电刷位于几何中性线上时的电枢反应 此时电枢磁动势刚好与主磁极磁动势正交,故称这 电枢反应为交轴电枢反应。 电机合成磁场Bδx=B0x+Bax 正方向规定:磁力线进入转子 为负,出来为正. 所以,主磁极磁通密度在N极 下为负,在S极下为正. 可知:磁场波形发生

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