直流电机的磁场与电枢反应.ppt

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1、,有关技术术语：极轴线:是将每个主磁极分成左右对称两部分的直线；几何中性线：相邻两个主磁极之间的几何分界线，到 两个主磁极轴线的距离相等；极距:相邻两个主磁极沿电枢圆周表面的圆弧距离；=Z/2p Z表示电枢槽数，p表示极对数；,有关技术术语：,叠绕组,波绕组,元件边,y1,y2,y,第一节距y1:两个有效元件边之间的距离，以所跨槽数表示;根据y1与的关系又分为整距元件、短距元件和长距元件。,第二节距y2：下层元件边与 紧接串联上层元件边间的距离；,合成节距y：相邻两个元件边之间的距离；,y y1 y2,单叠绕组中：,y 1,第一章 直流电机的原理,直流电机的磁场与电枢反应 主讲：武桐,第一章

2、直流电机的原理,直流电机的励磁方式 P17 直流电机的空载磁场 P8 直流电机的电枢反应 P13 直流电机电枢电动势与电磁转矩 P16,一、直流电机的励磁方式,励磁方式：两大绕阻即励磁绕阻与电枢绕阻间 的关系。,图119 各种励磁方式的直流发电机,分类：直流发电机按励磁方式可分为：,他励：励磁绕组与电枢绕组无关,一、直流电机的励磁方式,电枢电流,额定电流（回路电流）,励磁电流,并励：励磁绕组与电枢绕组并联,串励：励磁绕组与电枢绕组串联,一、直流电机的励磁方式,短分接法,长分接法,复励：既有并励绕组又有串励绕组,一、直流电机的励磁方式,图119 各种励磁方式的直流发电机,分类：直流发电机按励磁方

3、式可分为：,二、直流电机的空载磁场,1空载的含义直流电机空载是指电机对外无功率输出、不带负载空转的一种状态。直流电机空载时，励磁绕组内有励磁电流，电动机电枢电流很小可忽略，而发电机电枢电流为零，这时电机的磁场由励磁电流单独建立。,二、直流电机的空载磁场,2直流电机的磁路 空载时，只有主磁极的励磁绕组流过的励磁电 流 产生的磁场。磁通选择导磁回路的原则：最小磁阻 最短磁路,主磁路：N极铁芯气隙电枢齿P电枢磁轭经相邻S板下的电枢齿气隙 S极铁芯 定子磁轭 N极铁芯,漏磁路：N极铁芯气隙定子磁轭N极铁芯,二、直流电机的空载磁场,2直流电机的磁路 主磁通 走主磁路 80%漏磁通 走漏磁路(不进入电枢)

4、20%,直流电机磁通的作用：主磁通在转子导体（电枢绕组）中产生感应电势；漏磁通不产生感应电势，可能引起主磁极铁芯饱 和,增大磁路磁阻。,思考？,为什么主磁极在定子内缘相间排列？（偶数个）,图15,二、直流电机的空载磁场,3直流电机的磁化曲线磁化曲线：磁通 与励磁电流 的关系曲线特性,较小时，铁芯磁阻较小，与 呈线性关系；,增大时，铁芯饱和，磁阻增加，曲线出现饱和。,2.磁化曲线,1.气隙线,直流电机额定运行时，额定磁通 设定在c点，即在磁化特性曲线开始进入饱和区的位置。,d,饱和系数，1.111.35,磁密分布：如图所示；电枢表面磁通密度 与气 隙长度 成反比，钟形波；是气隙磁密的平均值。,二

5、、直流电机的空载磁场,4气隙磁密分布 气隙磁通：经过气隙进入电枢铁芯的磁通。气隙磁通密度：,图110 气隙磁通密度波形图,假定：电枢表面光滑；铁芯磁阻较小；,三、直流电机的电枢反应,1电枢反应定义当Ia0，即电枢绕组中有电枢电流时，电枢磁动势对主磁极所建立的空载磁场的影响称为电枢反应。,以电刷为极轴线，电刷处（几何中性线）磁动势最强，主磁极轴线处电枢磁动势为零;电枢磁动势轴线与主磁极轴线正交，称为交轴电枢磁动势。,图114 二极直流电机的电枢磁场,2电枢磁场,三、直流电机的电枢反应,主磁极下，和 基本成正比，与 成反比；极靴下气隙变化很小，在极尖处，由于气隙 增大，反而减小，波形出现凹槽，呈马

6、鞍形。,3电枢磁通密度,负载后电机的磁场分布情况,比较两个磁场磁力线，可看出在N极下，极轴线以右部分加强磁密、以左部分削弱,励磁磁场；电枢磁场；负载合成磁场（气隙磁场）,主磁场（空载磁场）的磁通密度分布曲线,电枢磁场磁通密度分布曲线,逐点叠加后得到负载时气隙磁场的磁通密度分布曲线,电枢反应的磁通密度分布曲线,使气隙磁场发生畸变 负载后由于电枢反应的影响，每一磁极下，一半磁场被增强，一半被削弱，磁通密度曲线与空载时不同。,三、直流电机的电枢反应,4电枢反应的影响,对主磁场起去磁作用 不考虑磁路饱和时，主磁场被削弱的数量等于被加强数量，但实际中，主磁极增磁部分因磁密增加使饱和程度提高，铁芯磁阻增大

7、，增加的磁通少些，因此负载时每极磁通略为减少。即电刷在几何中性线时的电枢反应为交轴去磁性质。,定义：直流电机正常工作时，电枢绕组切割气隙磁通 产生的刷间电动势。,四、直流电机电枢电动势与电磁转矩,1直流电机的电枢电动势,与磁场强度与运动速度,有关,可见，直流电机的感应电动势与电机结构、气隙磁通及转速有关。,发电机电源电势(与电枢电流同方向);电动机反电势(与电枢电流反方向)。,电动势常数,公式：,性质：,定义：直流电机正常运行时，电枢绕组流过电流，这 些载流导体在磁场中受力所形成的总转矩。,四、直流电机电枢电动势与电磁转矩,2直流电机的电磁转矩,拖动转矩阻转矩,转矩常数,可见,制造好的直流电机其电磁转矩与气隙磁通及电枢电流成正比。,发电机制动(与转速方向相反)；电动机驱动(与转速方向相同)。,公式：,性质：,本节小结,要求：掌握直流电机四种励磁方式；了解空载磁场、磁路特点；掌握电枢反应的定义及其影响；掌握直流电机电枢电动势与电磁转距的表达式。作业：1-5、1-10（第一问）、1-12、1-13、1-14,答：减短磁路，减少衰减，保证磁的通路，增加磁的利用率。,返回,