直流测速发电机的工作原理

*章 直流测速发电机
　　 直流测速发电机是一种微型直流发电机，其电磁原理与直流发电机相同。本章首先介绍直流发电机的工作原理、结构及特性，然后分析直流测速发电机的特性及应用。
　　 *节 直流发电机
　　 一、直流发电机的工作原理
　　 直流发电机的工作基于电磁感应定律，如图1—1所示为其原理示意图。直流发电机采用固定的磁极和旋转的电枢，有与电枢同步旋转的换向片（换向器）和与换向片相接触的空间位置固定的电刷A和B，换向器与电刷构成机械整流子，转子绕组任一线圈的两边分别接到互相绝缘的两片换向片上。由图中可见，线圈abcd通过换向片和电刷与外电路接通，从而形成一个闭合回路。根据电磁感应定律，当电机转子（又称电枢）在原动机驱动下匀速旋转时，导体内将感应交流电动势为：

　　 由于气隙磁通密度沿圆周近似按梯形波分布，如图l—2（a）所示，因此当线圈随电枢同步旋转时，电刷A、B两端将输出经过机械整流的脉动直流电动 图1—1 直流发电机原理示意图势，其电动势波形如图l—2（b）所示，如果在两电刷间接一负载，则负载上的电流是脉动直流。

　　 为了减小电动势的脉动程度，实际电机中不只有一个线圈（元件），而是山许多元件组成电枢绕组。这些元件均匀分布在电枢表面，按一定规律连接起来。
　　 图l—3所示是一个实际电机的模型，电枢铁芯表面有齿有槽，槽内安放多匝元件。放在槽巾的元件边称为有效边（见图1—4），连接有效边的导线称为端部接线（端接）。元件的两个有效边分别安放在电枢圆周两个相对的槽内，一个有效边放在槽钢的上层（槽口），另一个有效边放在槽钢的下层（槽底）。元件的头、尾分别与相邻的两个换向片相连。电枢绕组白成闭合回路。为简化分析，模型表面均匀开出4个槽，换向器有4个换向片，1号元件的一个有效边放在1号槽的上层，另一个有效边放在3号槽的下层，其头、尾分别与1、2换向片相连，1号元件尾与2号元件头在换向片2上相连……，4个元件形成闭合回路。电刷的放置应该使电刷间获得zui大电动势。对于端部刘·称的元件，电刷应放置在主磁极轴线上。随着电机的旋转，电刷经换向片轮流与元件l、2、3、4连接。电刷间所连接的元件总是位于一定的磁极下，由图l—3可见，从电刷B到电刷A，由元件1和元件3并联构成两条支路，如图l—5所示。可以证明，在电枢旋转时，A、B之间仍然具有2条并联支路，这样，电刷间的电动势为一条支路的电动势。若电枢表面槽数越多，元件数越多，则电刷问串联的元件数越多，输出的电动势平均值将更大，脉动更小。