电拖-第四讲直流电机磁场电枢反应电动势电磁转矩课件.ppt

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1、直流电机的电枢反应直流电机的励磁方式1直流电机的空载磁场2直流电机的电枢反应3感应电动势和电磁转矩4不同的励磁方式，直流电机的运行特性有很大差异。按励磁绕组的励磁方式不同，可把直流电机分成下列四种。直流电机的励磁方式1励磁绕组的供电方式称为励磁方式。他励式：励磁绕组由其他直流电源供电。（独立的电源）并励式：励磁绕组与电枢绕组并联。串励式：励磁绕组与电枢绕组串联。复励式每个主磁极上套有两个励磁绕组。一个与电枢绕组并联，称为并励绕组；一个与电枢绕组串联。称为串励绕组。直流电机的空载磁场2主磁极励磁磁势单

2、独产生的励磁磁势叫主磁场，亦称为空载磁场。直流电机不带负载时的运行状态称为空载运行。（此时电枢电流为零或近似等于零）下图为一台四极直流电机空载时的磁场示意图。主磁通和漏磁通磁力线不进入电枢铁心，直接经过气隙、相邻磁极或定子铁轭形成闭合回路漏磁通漏磁路磁力线由N极出来，经气隙、电枢齿部、电枢铁心的铁轭、电枢齿部、气隙进入S极，再经定子铁轭回到N极主磁通主磁路主磁通和漏磁通主磁通漏磁通主磁通是主要的能在电枢绕组中感应电动势或产生电磁转矩。漏磁通只是增加主磁极磁路的饱和程度。在数量上，漏磁通比主磁通小得多

3、，大约是主磁通的20%。磁极中心及附近的气隙小且均匀，磁通密度较大且基本为常数，靠近极尖处，气隙逐渐变大，磁通密度减小；极尖以外，气隙明显增大，磁通密度显著减少，在磁极之间的几何中性线处，气隙磁通密度为零。空载时励磁磁动势主要消耗在气隙上。当忽略铁磁材料的磁阻时，主磁极下气隙磁通密度的分布就取决于气隙的大小和形状。气隙形状几何中性线极靴极身空载磁场气隙磁密度气隙磁密分布直流电机的空载磁化特性空载时，每级磁通0与空载励磁电流If的关系0=f(If)，称为电机的空载磁化特性。构成主磁通的绝大部分是铁

4、磁性材料。铁磁材料的B-H曲线有饱和现象，磁阻是非线性的，所以空载磁化特性在If较大时也出现饱和。为了充分利用铁磁材料，又不致磁阻太大，空载时，电机的工作点一般选载磁化特性开始转弯的部分即磁路刚开始饱和的部分。直流电机的电枢反应3直流电机负载运行时，电枢绕组中便有电流通过，产生电枢磁通势。该磁通势所建立的磁场，称为电枢磁场。由于负载后电枢磁场的出现，对主极磁场的分布有明显的影响。这种电枢磁场对主极磁场（空载磁场）的影响称为电枢反应。直流电机负载运行时主磁极的一端磁通增加，另一端磁通减少，使气隙磁场的

5、分布发生扭斜，气隙磁密过零的地方偏离了几何中心线，呈现不均匀分布，出现了电枢反应。电枢反应的影响：1）使磁力线扭斜，主极磁场发生畸变，物理中性线偏移；2)使每极合成磁通比空载时每极主磁通0略小，称去磁作用。感应电动势和电磁转矩4引入极距：导体有效长度：l电机转速：n磁极对数：p元件数：S元件匝数：Nx槽数：Z2.导体的线速度3.导体个数的计算1.每极磁通在电枢表面分布的面积1.每极磁通在电枢表面分布的面积2.导体的线速度3.导体个数的计算极距：导体有效长度：l电机转速：n磁极对数：p元件数：S元件

6、匝数：Nx槽数：Z感应电动势一根导体的感应电动势eav一条支路的感应电动势Eav电枢的感应电动势——直流电机的电动势常数适用于直流电动机和发电机例题一一台四级36槽他励直流发电机。单叠绕组。每槽上下层共有6个元件边，元件为单匝。每极磁通量为2.2*10-3Wb，额定转速为1460r/min。求电枢电动势？电磁转矩一根导体的电磁力平均值fav一根导体的电磁力形成的电磁转矩Tav适用于直流电动机和发电机电枢绕组的电磁转矩Tem电枢电流：Ia支路电流：ia支路对数：p——直流电机的转矩常数例题二一台四级他

7、励直流电动机。单波绕组。电枢绕组元件数S=96，每个元件匝数Ny=2，额定运行时电枢电流Ia=98A。气隙每极磁通量为5.2*10-3Wb。求电磁转矩例题3一台直流发电机，2p=4，单叠绕组，电枢总导体数N=216，额定转速nN=1469r/min，每极磁通Φ=2.2×10-2Wb，求：1）此发电机电枢绕组的感应电动势。2）此发电机若作为电动机使用，当电枢电流为800A时，能产生多大电磁转矩？解