§1.3 直流电机的额定值 
额定值 是制造厂对各种电气设备（本章指直流电机）在指定工作条件下运行时所规定的一些量值。在额定状态下运行时，可以保证各电气设备长期可靠地工作。并具有优良的性能。额定值也是制造厂和用户进行产品设计或试验的依据。额定值通常标在各电气的铭牌上，故又叫铭牌值。
 
直流电机的主要额定值主要有：
    ⒈额定功率 PN
          指电机在铭牌规定的额定状态下运行时，电机的输出功率，以 "W" 为量纲单位。若大于 1kW 或 1MW 时,则用 kW 或 MW 表示。
 
★★★---------------------------注意-------------------------------------★★★

对于直流发电机，PN是指输出的电功率，它等于额定电压和额定电流的乘积。PN＝UNIN

对于直流电机，PN是指输出的机械功率，所以公式中还应有效率ηN存在。PN＝UNINηN
★★★--------------------------------------------------------------------★★★
⒉额定电压 UN
     指额定状态下电枢出线端的电压，以 "V" 为量纲单位。
⒊额定电流 IN
      指电机在额定电压、额定功率时的电枢电流值，以 "A" 为量纲单位。
⒋额定转速 nN
      指额定状态下运行时转子的转速，以r/min为量纲单位。
⒌额定励磁电流 If
      指电机在额定状态时的励磁电流值。
 
§1.4 电枢绕组 
    直流电机的电磁感应的关键部件之一为导电的绕组，因为重要，故称为电枢绕组。电枢绕组是直流电机的电路部分，亦是实现机电能量转换的枢纽。电枢绕组的构成，应能产生足够的感应电动势，并允许通过一定多电枢电流，从而产生所需的电磁转矩和电磁功率。此外，还要节省有色金属和绝缘材料，结构简单，运行可靠。
 
一.主要分类
    大的分类为环形和鼓形；环形绕组只曾在原始电机用过，由于容易理解故讲原理时也用此类绕组；现代直流电机均用鼓形绕组，它又分为叠绕组、波绕组和蛙形绕组。鼓形绕组比环形绕组制造容易，又节省导线，运行较可靠，经济性好，故现在均用鼓形绕组。 { 环形绕组

鼓形绕组
{ 叠式绕组(单叠、复叠)
波式绕组(单波、复波)
蛙型绕组(又叫混合绕组) 

环形绕组示意图 鼓形绕组示意图

叠绕组示意图 波绕组示意图

     端部：端部是指线圈非接触电枢铁心的那个部分。

     上、下层：从工艺上考虑，一个线圈在嵌线时必须使一个有效边在下层边，另一个有效边必须在上层边。
 
 （4）电机的极距τ
极距用希腊字母τ表示是电机的常用量之一。
它有两个表达式：
    一是电机中每个磁极所占的电枢感槽数；
              Z
         τ＝-----(槽）
              2P
    二是电机中每个磁极所占的电枢周长方向的长度值。
              ∏D
         τ＝-------(m）
              2P
  
 
（5）各节距（槽数）
第一节矩y1：元件的两条有效边在电枢表面上所跨的距离称为第一节矩，用y1表示。第一节矩的大小通常用所跨的虚槽数来计算。因为元件边置放在槽内，所以y1必定始一个整数。为得到较大的感应电动势和电磁转矩，y1最好等于或者接近于一个极矩，当第一节矩恰好等于一个极矩，称为整矩绕组，当第一节矩比极矩宵，称为短距绕组。因为短矩绕组有利于换向，对于叠绕组尚能节省部分端部用铜，故常被采用。
第二节矩y2:在相串连的两个元件中，第一个元件的下层边与第二个元件的上层边在电枢表面上所跨的距离，称为第二节矩。第二节矩用y2表示，也用虚槽数计算。
合成节矩y：相串连的两个元件的对应边在电枢表面所跨的距离，称为合成节矩。
 
参照上图理解：
各种形式的直流电机绕组的区别，主要表现在合成节矩上，其公式为：
      叠绕组：y = y1 - y2 { 单叠右行：y = + 1

单叠左行：y = - 1
 
◇若为双叠右行时，则合成节距 y + 2。因单叠左行绕组端接部分交叉，故很少采用。
      波绕组：y = y1 - y2
按单波绕组的接线规律得知
 
           _
         K + 1
   y = --------
          P
 
式中：  
{ K --- 电机的换向片数；
P --- 极对数； 
{ 单波左行：y ＝- 1
单波右行：y ＝+ 1
 
◇因为右行单波绕组端接部分交叉，故很少采用。
 
三.叠绕组、波绕组
以单叠、单波绕组为例介绍：
单叠绕组的规律是相邻联接的两个元件互相交错地重叠。多相邻元件依次串联，同时每个元件的引线端依次焊接到相邻的换向片上最后形成闭合回路。
单波绕组的规律是相邻联接的两个元件的形状恰似波浪形。
1.单叠绕组：相邻联接的两个元件互相交错地重叠。
 
2．单波绕组：相邻联接的两个元件呈波浪形。
 
    具体地讲，单波绕组的连接规律是从某一换向片开始，把相隔约为一对极距的同极性磁极下对应位置的所有元件串联起来，直到沿电枢和换向器绕过一周后，恰好回到开始换向片的相邻换向片上。然后，从该换向片开始，继续绕连，一直把全部元件联完，最后又回到开始出发的那个换向片，构成一个闭合回路。

单波绕组展开图如下：

 
a)..部分展开

<—— n (电枢转动方向）
b)..全部展开

3．单叠绕组的展开图举例
 
    例：
一台4极16槽直流电机，已知换向片数K=16；电枢绕组的线圈数S=16；试画出整距右行单叠绕组展开图。
 
    【析】
（1）求各节距极距τ＝Z/2p＝16/4＝4（槽）
     因为要求为整距线圈即
     第一节距 y1＝τ＝4（槽）
     又因为单叠右行，则合成节距y＝+ 1；
     则第二节距y2＝y1－y＝3（槽）；
/*
      也就是说一个线圈的其中一个有效边若放在1号槽内，另一个有效边必须放在5号槽内。即一个线圈占了4个槽的位置。
*/
 
（2）画出展开图（步骤）
  
单叠绕组的展开图 2p＝4，S＝K＝Qu＝16
1°画出均匀分布的平行竖线代表电机各槽的元件边，下层边用虚线，上层也用实线画；〖有多少个槽数，则画多少个平行线，每个槽有一条实线和一条虚线，分刷表示上层边和下层边。〗
2°标出槽量：画出第一个元件，跨从1~5。展开图中可以把一个元件画成一匝。〖注意元件的端部要画对称。〗
3°第一个元件的引出线端画出换向器的两根横平行线，并标出换向片量；换赂片是与上层边槽号要相同。
4°依次串联16个元件。
5°再画出各磁极N、S、N、S。
6°鼓形绕组的电刷中心线在每个磁极的中心线上。〖即保证电刷必须与位于几何中线处的导体相接触。〗
7°画出电枢转向和电刷连线。
 
（3）此例的等效电路图
 
若将上例中的各成圆图画成电路图，则如此画面所示，由此可知。单叠绕组的支跨数等于极数，这里为4极，即有4个支路。
 
4．单波绕组的展开图
 
    例：画出4极15槽单波左行绕组展开图

【析】 
合成节距 y＝（k －1）/P＝（15－1）/2＝7（槽）（左行）
第一节距 y＝Z/(2P)+=15/4-3/4=31（槽）
采用短距绕组(y1<τ)
第二节距 y2＝y－y1＝4（槽）；
则展开图如下：

其电路图如下：
 
5．结论
 
常用直流电机绕组型式的支路数2a。
单叠绕组：2a=2p
单波绕组：2a=2
双叠绕组：2a=4p
双波绕组：2a=4