《电机学》课件 第二章直流电机3

2.3直流电机的磁场直流电机的磁场直流电机磁场的来源（1）永磁体磁场：永磁电机（2）电磁铁磁场，由套在主极铁心上的励磁绕组通入电流产生：电励磁电机直流电机的磁场1.直流电机按励磁方式分类直流电机的磁场2.直流电机的空载磁场空载：电枢电流为零时，即为空载，空载时，磁场仅由励磁电流建立。直流电机的磁场磁通与磁动势主磁通：经过气隙与电枢绕组交链的那部分磁通。漏磁通：不经过气隙与电枢绕组交链的那部分磁通。直流电机的磁场磁动势直流电机的磁场典型的磁路结构典型磁路由两段气隙、两个点枢齿、两个主极、一个定子轭、一个转子轭组成直流电机的磁场气隙中主磁场的分布气隙磁密在一个主极下的分布不均匀，通常为一平顶波。直流电机的磁场磁化曲线直流电机的磁化曲线是指电机的主磁通与励磁磁动势的关系曲线。直流电机的磁场磁化曲线1）气隙线2）饱和系数直流电机的磁场直流电机磁化曲线的几种变形直流电机的磁场2.直流电机的电枢磁场当电机有负载时，电枢绕组中有电流流过，该电流也会产生磁场，称为电枢磁场。可以分为电刷放在几何中心线上和偏移几何中心线两种情况分析。直流电机的磁场电刷放在几何中心线上直流电机的磁场电枢磁动势在气隙中的分布称为电机的线负荷，指沿电枢表面单位长度上的安培导体数直流电机的磁场电枢磁动势的轴线方向当电刷放在几何中性线上时，电枢磁动势的轴线也位于几何中性线上，与主极的轴线正交，称为交轴电枢磁动势。直流电机的磁场电枢磁密的分布电刷不在几何中心线上直流电机的磁场直流电机的磁场1）把电枢磁动势分为两部分讨论2）部分内的导体，电流产生与电刷在几何中性线上时相同性质的磁动势，是交轴性质的，其大小为3）范围内的导体，电流产生与电刷在几何中性线上时相同性质的磁动势，是交轴性质的，其大小为直流电机的磁场电枢磁动势波形直流电机的磁场3.电枢反应1）当电机负载运行时，电枢磁场对空载磁场（励磁磁场）的作用叫做电枢反应2）根据电枢磁场性质的不同，电枢反应可以分为交轴电枢反应和直轴电枢反应3）负载运行时的磁场是由空载磁场和电枢磁场共同建立的直流电机的磁场交轴电枢反应直流电机的磁场交轴电枢反应对气隙磁场的影响1）物理中性线偏移几何中性线，对发电机来说，顺电枢旋转的方向，电动机则逆电枢旋转的方向2）不计饱和时，每个主极下的磁场，一半被消弱，一半被加强，总的磁通不变3）考虑饱和时，加强的那部分磁通比消弱的少，因此总磁通减少4）交轴电枢反应不仅使气隙磁场畸变，而且还有去磁作用直流电机的磁场直轴电枢反应1）直轴电枢磁动势的轴线与主极轴线重合，因此直轴电枢反应只影响每极磁通的大小。2）以发电机为例，当电刷顺电枢旋转的方向偏移时，电枢磁场与励磁磁场方向相反，起去磁作用3）当电刷逆电枢旋转的方向偏移时，电枢磁场与励磁磁场方向相同，起助磁作用4）电机作为电动机运行时，情况与发电机相反直流电机的磁场4.感应电动势与电磁转矩假设绕组为整距，电刷在几何中性线上，Na为电枢导体总数，则每条支路串联导体数为Na/2a。那么第k根串联导体的感应电动势为直流电机的磁场支路感应电动势直流电机的磁场电磁转矩推导直流电机的磁场对有2p个主极，则每个主极下有Na/2p根电流方向相同的导体，则它们合成的电磁转矩为：直流电机的磁场电动势常数与转矩常数的关系直流电机的磁场例1：一台四极直流发电机，单波绕组，电枢绕组的元件数S=162，每个元件匝数Ny=2，每极磁通Φ=0.0051Wb，转速n=1450r/min。求电枢电动势。例2：一台四极他励直流电动机，铭牌数据：Pn=100kW