电机学直流机磁场

1、 第四节 直流电机的磁场 直流电机空载磁场 负载磁场 电枢反应一、直流电机空载时磁场： N S1、磁场分布情况：主磁通 ：漏磁通 ：2、磁场特点：a、主磁通 远大于漏磁通 。b、主极极靴宽度比一个极距小，且极靴下的气隙不均匀，所以，主磁通的每条磁力线所经过的磁回路都不尽相同，在磁极轴线附近的气隙较小，接近极尖处的磁回路中气隙较大。00若不计铁磁材料中的磁压降，则在气隙中各处所消耗的磁势均为励磁磁势，这样，气隙小处，磁密B大；气隙大处，磁密B小；在两极间的几何中心线处，磁密B0，于是，当不计齿槽影响，直流电机空载时的气隙磁场的磁密波分布波形为：一个空间位置固定不变的平顶波。3、电机磁化曲线：电机

2、磁化曲线是指主磁通 与励磁磁势或励磁电流的关系曲线。即 它可以通过电机磁路计算求得。曲线形状与磁通所经材料的BH曲线形状类似，即是非线性的。如图：0)( )(0000ffIfFf或)( )(0000ffIfFf或0)(00ffIF0 过原点的直线为气隙线二、直流电机的电枢反应及负载时的磁场：1、电枢反应： 电机负载时，电枢绕组中有电流流过，产生一磁势，称为电枢磁势。此时，气隙磁场有主极磁势和电枢磁势二者的合成磁势建立，电枢磁势的出现必然对空载时的主极磁场有影响，使气隙磁密的分布发生变化，这种电枢磁势对主极所建立气隙磁场的影响称为电枢反应。 电枢反应对电机运行特性影响很大： 对电动机：影响转速。

3、 对发电机：影响感应电势。2、电枢磁场的分布： 同极性下电流方向相同，异极性下电流方向相反。电刷是电枢表面电流分布的分界线。特点：电枢磁场与主极磁场分布是相对静止的。 Fa切开3、电枢磁势沿电枢表面分布：a、以一个元件为例：线圈匝数 ，电流 安。 元件边产生磁势 安匝。 每个磁回路的磁势均为 安匝。 规定磁势方向与磁力线的方向一致，不计铁磁材料的磁压降，则 全部降落在两气隙上，于是，每通过一次气隙消耗磁势为 ，可得一个元件所耗于气隙的磁势的 空间分布关系为： 一矩形波。 aiyWyaWiyaWiyaWiyaWi21 232 2122- 21 xWixWiFyayaaxy x 每极下有一个元件边

4、的磁势波形 22yFaxyaWi21 xb、若每极下有四个元件边均匀分布：利用迭加原理，可得一阶梯数为2的阶梯波。yFax xc、若每极下元件边的数目很多，且均匀分布在电枢表面，则经上述方法迭加后总的电枢磁势会接近于三角波形。yFax4、电枢磁场的磁密沿电枢表面分布：（推导B与F的关系）设电枢绕组的总匝数为N，元件数为S，极对数为p，极距为 ，电枢直径为 ，每元件匝数为Wy，则阶梯波幅值为： 为电枢表面单位周长上的安匝数，称为线负荷。aD2242ADNipNipSWiFaaayaaxaaDNiA上式表明： 与 成正比， 与 成反比。即：极靴下，气隙 变化小， 变化小；极尖处，气隙大， 大大削弱， 曲线呈马鞍形。axBaxFaxBaxBaxBaxBaxaxFB0磁势波形磁密波形 5、 直流电机负载时磁场的电枢反应xB0 xBaxB合成气隙磁密波形去磁增磁物理中性线几何中性线 N S6、直流电机负载时磁场特点（呈去磁作用）： a、磁场发生了畸变。 b、磁路不饱和时，主磁场中削弱的数量与加