西门子CPU226CN模块

“电机拖动与控制”课程的学习中，还必须注意掌握分析问题的方法。例如就各种电机的结构、工作原理等来讲，还是比较复杂的。但就其电磁物理本质而言，总可以用基本平衡方程、等效电路和相量图（对交流电机和变压器）等予以描述。也就是说，可以用这三种工具来描述其物理本质，以便在不同的场合使用不同的工具进行分析和研究。这三种工具虽不相同，各有各的用处，但三者是有联系的，也是统一的。

磁滞损耗与涡流损耗

铁磁材料在交变磁化过程中，其内部磁畴在不停地转动、相互摩擦的同时，将消耗一定的能量，这种能量损失称为磁滞损耗。可以证明，单位体积内的磁滞损耗正比于磁场交变的频率f和磁滞回线的面积。不同的铁磁材料，磁滞损耗不同。例如，软磁材料的磁滞回线面积较窄，磁滞损耗小。

铁芯中的涡流

当通过铁芯的磁通交变时，根据电磁感应定律，铁芯中将产生感应电动势并呈现涡流，涡流在铁芯中引起的损耗称为涡流损耗。为了减小涡流损耗，电枢铁芯是电机磁路的一部分，其外圆周开槽，用来嵌放电枢绕组。电枢铁芯一般用、涂有绝缘漆的硅钢片冲片叠压而成，电枢铁芯固定在转轴或转子支架上。铁芯较长时，为加强冷却，可以将电枢铁芯沿轴向分成数段，段与段之间留有通风孔。

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枢铁芯转轴、支架和风扇

对于小容量直流电机，电枢铁芯就装在转轴上。对于大容量直流电机，为减少硅钢片的消耗和转子重量，轴上装有金属支架，电枢铁芯装在支架上，此外，在轴上还装有风扇，以加强对电机的冷却。

 直流电机的铭牌和绕组

为正确地使用直流电机，使电机在既安全又经济的情况下运行，直流电机在外壳上都装有一个铭牌，上面标有直流电机的型号和有关物理量的额定值。

型号式中，是直流电动机的额定效率，它是直流电动机带额定负载运行时，输出的机械功率与输入的电功率之比。额定电压UN是指在额定工作条件下，直流电机出线端的平均电压，对于发电机系指输出额定电压；对于电动机系指输入额定电压，单位为V。额定电流IN是指直流电机在额定电压下，运行于额定功率时的电流值，单位为A。额定转速NN是指对应于额定电压、额定电流和直流电机运行于额定功率时所对应的转速，额定转矩TN，其大小应是输出的额定中安放双层元件边，分为上、下层。每个绕组元件的一个有效边放在一个槽的上层，另一个有效边则放在另一个槽的下层。每个绕组元件的两个端头分别焊接在两个换向片上。

由于每个绕组元件有两个元件边，而每个槽里又放着不同元件的两个边，从理论上说，电枢槽数应该等于绕组元件数。但在实际电机中，由于工艺等方面的原因，电枢铁芯有时不便开太多的槽，故在一个，上、下层分别并列放置若干个元件边，为了确切说明每一元件所处的位置，把实际的中每一对上、下层边所占的位置称为一个。为实槽数与虚槽数相等，为一个实槽含有三个虚槽。

按照绕组元件与换向片之间及元件之间的不同连接规律，电枢绕组可以

为单叠、复叠、单波、复波和混合等类型。不同类型绕组的主要区别在于它们的并联支路数不同。单叠和单波绕组是直流电机*基本的类型。

电枢绕组内部的连接规律可以用节距来表示，。所谓节距是指相互连接的两个绕组元件边或换向片之间的距离，用所跨过的虚槽数或换向片数来表示。实线代表槽中的上层元件边，虚线代表槽中的下层元件边。

铁芯内的实槽与虚槽

 元件与换向片的连接和节距1.第一节距

一个绕组元件的两个元件边在电枢表面的跨距，用虚槽数表示。

为了使绕组元件中的感应电动势*大，第一节距应等于或接近于一个极距用相邻两个磁极所跨过的虚槽数表

式中，为直流电机的电枢虚槽数；p为直流电机的磁极对数机械功率除以转子额定角速度，即

此式在交流电动机中同样适用。

直流电机运行时，当各物理量均处在额定值时，电机处在额定状态运行；若电流超过额定值，则被称为过载运行；电流小于额定值，被称为欠载运行。实际运行中，电机不可能总是工作在额定运行状态，长期的过载或欠载运行都不好。长期过载有可能因过热而损坏电机，长期欠载则运行效率不高，浪费容量。为此，在选择电机时，应根据负载的要求，尽可能让电机工作在额定状态。 一台直流电动机其额定功率额定电压额定效率，额定转速求该电动机额定运行状态时的输入功率、额定电流及额定转矩各是多少。额定输入功率

额定电流

转矩

直流电机的电枢绕组

电枢绕组是直流电机的核心部件，用来感应电势和通过电流，直流电机中能量的变换就是通过电枢绕组来实现的。本节主要介绍直流电机电枢绕组的构成原则和常见的单叠单波绕组。

直流电机的电枢绕组由许多结构和形状相同的绕组元件构成。所谓绕组元件是指两端分别与不同换向片相连接的单匝或多匝线圈。全部元件按一定规律通过换向片串联起来构成一个闭合回路，这是直流电机电枢绕组的一个特点。

不论单匝或多匝线圈，绕组元件都嵌放在电枢铁芯槽内，通常采用双层结构，即每个槽

电机产品的型号一般用大写印刷的汉语拼音字母和阿拉伯数字组成，表示该直流电机所属的系列和主要的结构尺寸。其中汉语拼音字母是根据电机的全名称选择有代表意义的汉字，再从该字的拼音中得到，例如。其中，表示直流电动机；表示设计系列号；表示中心高表示级数；表示号铁芯（号为短铁芯，号为长铁芯）。

国产的直流电机种类很多，目前生产的直流电机的主要系列有以下几种。

Z系列：为一般用途的防护式小型直流电机系列，其中系列有电动机、发电机和调压发电机。系列的基础上发展而成的，用途与Z2系列相同，但性能有所改善。系列直流电动机是20世纪80年代研制的新一代一般用途的小型直流电动机，该机采用八角形全叠片机座，适用于整流电源供电。

为一般用途的中型直流电机系列。表示发电机，表