东南大学电机学chap16技术方案.ppt

思考题 一台六极电机原为单波绕组，加改绕成单叠绕组，并保持元件数、导体数、每元件匝数、每槽并列圈边数不变，问该电机的额定容量要不要改变?其它额定量要不要改变 答：单波时，并联支路数恒为2，设导体额定电流为I，则电刷的电流为2I；电刷间感应电势为Ea=E2。 单叠时，并联支路数等于极数，2a=2p=6，则电刷的电流为6I；电刷间电势为Ea=E6=E2/3。 思考题 有一四极直流电机，电枢为单叠绕组，如发生以下故障： （1）有一主磁极失磁； （2）有一对相邻电刷跌落 试分析电机会发生什么现象？ 作业 16-3 单波绕组，并联支路数2a=2 16-7 16-8 16-9 16-10 主磁通与磁极漏磁通 主磁通? ：产生感应电势和电磁转矩的有效磁通，通过空气隙，同时键链电枢绕组和励磁绕组。 磁极漏磁通??：从磁极的侧面逸出，只和励磁绕组键链。 磁极磁通：包括主磁通和漏磁通， k? ?= ?+ ?? 电枢磁通：主磁通的一半 定子磁轭磁通：磁极磁通的一半 换向极 主 磁 极 磁轭 附：主磁路计算的基本原理 实验方法 ——通过空载特性或磁化曲线计算励磁电流和主磁通的关系 计算方法 ——磁路计算。假设全部磁通集中在一定路径上流通，则可以用路代替场。 一台电机的磁化曲线仅和电机的几何尺寸以及所用的材料有关，而和电机的励磁方式无关 电机的运行性能，与磁化曲线密切相关 附.1 直流电机的主磁路 主磁路包括下列部分：磁轭、极芯、极靴、空气隙、齿和电枢铁芯 将磁路分成若干段计算。 假设：每段的材料相同，每段的几何形状规则，有相同的磁通密度；每段的平均磁场强度Hx和每段的平均长度方向lx相一致，各段磁势为Hxlx及总磁势为ΣHxlx 附.2 主磁通的计算 求电机磁化曲线上的点 n? 设定一个主磁通 n? 算出流经各段磁路的磁通 n 由各段尺寸及磁通算出各段的磁通密度 n? 根据各段磁路的磁通密度和相应材料的磁化曲线查取各段的磁场强度，计算各段磁路消耗的磁势 n 各段磁势的总和即为主磁通对应的励磁磁势 2. 用该磁化曲线，由主磁极磁势F0查出所产生的空载主磁通 计算出电机的磁化曲线，对应出相应磁势的磁通 附.3 各段磁势的简单分析 把直流电机的磁路分成五段： ①空气隙，Fδ代表两空气隙段所需磁势的安匝数； ②电枢齿，Ft代表该段两个齿高ht所需的安匝数； ③电枢铁芯，Fa ④主磁极铁芯(包括极靴)，Fm代表两个磁极段需安匝数； ⑤定子磁轭，Fy代表磁轭段所需安匝。 空气隙：长度δ很短，但磁阻很大，总磁势的绝大部分将消耗于空气隙中。（65%以上） 由于电枢齿槽的影响，需进行修正，取 电枢齿：截面小，齿中磁密在整个磁路中最高，饱和现象最显著，消耗磁势较大。 五、负载时电枢电流产生的磁势 电枢磁势的存在使空气隙磁势的分布情况改变，从而使空气隙磁场分布情况改变。 对于一定的电枢电流，空气隙磁场仍然是一恒定磁场，即不随时间变化 由于静止的电刷和运动的换向器的共同作用，电刷间连接的导体时刻在变化，但电刷间导体电流产生的磁势不变。 电枢磁势和主磁极的相对位置一定。 同步电机的电枢磁势和主磁极也相对静止，但其相对位置随负载功率因数而变化 5.1直流电机电枢绕组磁势波形 直流电机的电枢磁势是幅值固定的空间分布波，只是空间的函数 交流电机的电枢磁势是幅值随时间按正弦规律脉动的空间分布波 如沿电枢分布的线圈无限增多，则级形波将趋近于三角形波 5.2 电刷位置对电枢磁势的影响 电枢磁势幅值的位置恰在导体中的电流改变方向处，亦即在导体通过电刷处。 如电刷和位于交轴的导体相接触，则电枢磁势的轴线也在交轴；如电刷移动，则电枢磁势的轴线也就跟着移动。 直流电机的电枢磁势轴线水远位于导体中的电流改变方向处（电刷位置），且在空间是静止不动的。 5.3 任意点电枢磁势的计算 条件：设电枢绕组的导体数为W，极数为2p，则一个极距内的导体数为W／2p。电刷电流为Ia，并联支路数为2a，则流过每一导体的电流为Ia／2a 线负载A：沿着电枢圆周每单位长度内的电流安培数 六、负载时的气隙磁势和磁场 交轴 直轴 电枢磁势位置取决于电刷位置，电刷位于交轴，电枢磁势轴线也在交轴，为交轴电枢反应。 极尖处磁密最大 且由于其饱和程度的提高，饱和影响使高峰略有下降，即极面下的总磁通略减小， 呈先去磁作用 六、负载时的气隙磁势和磁场 交轴 直轴 交轴电枢反应对气隙磁场的影响： 使气隙磁场发生畸变 使物理中心线偏移几何中心线一个角度（对发电机：顺着旋转方向） 磁路未饱和时，每极磁通?不变 如考虑磁路饱和的影响，则交轴电枢反应有去磁作用 空载气隙磁场 电枢磁场 负载时合成磁场 定义：电枢进入极