直流电机原理

极下是向上的。在图示这一瞬间，1、5、9、13四个元件正好位于两个主磁极的中间，该处气隙磁密为零，所以不感应电动势。

第六步，放电刷。在直流电机里，电刷组数也就是刷杆的数目与主极的个数一样多。对本例来说，就是四组电刷 、 、 、 ，它们均匀地放在换向器表面圆周方向的位置。每个电刷的宽度等于每一个换向片的宽度。

放电刷的原则是，要求正、负电刷之间得到最大的感应电动势，或被电刷所短路的元件中感应电动势最小，这两个要求实际上是一致的。在图1.9里，由于每个元件的几何形状对称，如果把电刷的中心线对准主极的中心线，就能满足上述要求。图1.9中，被电刷所短路的元件正好是1、5、9、13，这几个元件中的电动势恰为零。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，永远都是处于两个主磁极之间的地方，当然感应电动势为零。

实际的电机并不要求在绕组展开图上画出电刷的位置，而是等电机制造好，用试验的办法来确定电刷在换向器表面上的位置。

    （3）绕组元件联接顺序图

绕组元件联接顺序图用来表示电枢上所有元件边的串联次序。根据图1.9的节距，可以直接看出绕组各元件之间是如何联接的。如第1虚槽上层元件边经 接到第5虚槽的下层元件边，构成了第1个元件，它的首、末端分别接到第1、2两个换向片上。第5虚槽的下层元件边经 接到第2虚槽的上层元件边，这样就把第1、2两个元件联接起来了。依次类推，如图1.10所示。

图1.10  单叠绕组元件联接顺序图

图1.10中每根实线所连接的两个元件边构成一个元件，两元件之间的虚线则表示通过换向器上的一片换向片把两元件串联起来。从图1.10中看出，从第1元件出发，绕完16个元件后又回到第1元件。可见，整个绕组是一个闭路绕组。

    （4）绕组电路图

在绕组展开图（图1.9）所示瞬间，根据电刷之间元件联接顺序，可以得到如图1.11所示的电枢绕组电路图。

图1.11  单叠绕组电路图

从图1.11可清楚地看到，从电刷外面看绕组时，电枢绕组由4条并联支路组成。上层边处在同一极下的元件中感应电动势方向相同，串联起来通过电刷构成一条支路；被电刷短路的元件中电动势等于零，此时这些元件不参加组成支路，所以单叠绕组的支路数就等于电机的主磁极数。若以a表示支路对数，则

                                               （1.11）

可见，增加电机的主极数便可增加支路数，从而可使电枢通过较大的电流。

同时由图2.11看出，这种单叠绕组的支路由电刷引出，所以电刷杆数必须等于支路数，也就是等于极数。

综上所述，对电枢绕组中的单叠绕组，有以下特点：

    （1）位于同一个磁极下的各元件串联起来组成了一条支路，即支路对数等于极对数， 。

（2）当元件的几何形状对称，电刷放在换向器表面上的位置对准主磁极中心线时，正、负电刷间感应电动势为最大，被电刷所短路的元件里感应电动势最小。

（3）电刷杆数等于极数。

电刷在换向器表面上的位置，虽然对准主磁极的中心线，但被电刷所短路的元件，它的两个元件边仍然位于几何中性线处。为了简单起见，今后所谓电刷放在几何中性线上，就是指被电刷所短路的元件，它的元件边位于几何中性线处，也就是指图2.9所示这种情况。初学者要特别注意。

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    1．绕组节距

    单波绕组的绕组节距也分为第一节距、合成节距、换向器节距和第二节距等。它们的定义和单叠绕组的节距定义相同。

    （1）第一节距

因为 与元件联接方式无关，所以单波绕组的第一节距 的计算方法与单叠绕组的完全相同。

（2）合成节距 与换向器节距

选择 时，应使相串联的元件感应电动势同方向。为此，须把两个相串联的元件放在同极性磁极的下面，让它们在空间位置上相距约两个极距。其次，当沿圆周向一个方向绕了一周，经过

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