电机与拖动辩析.ppt

第二节、常用铁磁性材料及其特性 一、铁磁物质的磁化 铁磁材料：铁、镍、钴及其合金 二、磁化曲线 1、磁化曲线： 特性：①具有高的导磁性能； ②磁化曲线呈非线性（饱和特性） 2、磁滞回线 磁滞现象：B的变化总是滞后H的变化； 时 的值，称为剩磁 ，用 表示。 空载时的气隙磁通密度为一平顶波，如下图(b) 所示。 空载时主磁极磁通的分布情况，如右图(c) 所示。 （b）气隙磁密分布 2,2 直流电机的电枢电动势和电磁转矩 直流电机带上负载后，电枢绕组中有电流，电枢电流产生的磁动势称为电枢磁动势。电枢磁动势的出现使电机的磁场发生变化。 右图为一台电刷放在几何中性线的两极直流电机的电枢磁场分布情况。 假设励磁电流为零，只有电枢电流。由图可见电枢磁动势产生的气隙磁场在空间的分布情况，电枢磁动势为交轴磁动势。 如果认为直流电机电枢上有无穷多整距元件分布，则电枢磁动势在气隙圆周方向空间分布呈三角波，如图中 所示。 由于主磁极下气隙长度基本不变，而两个主磁极之间，气隙长度增加得很快，致使电枢磁动势产生的气隙磁通密度为对称的马鞍型，如图中 所示。 直流电机的电枢反应 当励磁绕组中有励磁电流，电机带上负载后，气隙中的磁场是励磁磁动势与电枢磁动势共同作用的结果。电枢磁场对气隙磁场的影响称为电枢反应。电枢反应与电刷的位置有关。 1、当电刷在几何中性线上时，将主磁场分布和电枢磁场分布叠加，可得到负载后电机的磁场分布情况，如图（a）所示。 主磁场的磁通密度分布曲线 电枢磁场磁通密度分布曲线 两条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 由图可知，电刷在几何中性线时的电枢反应的特点： 2)、对主磁场起去磁作用 1)、使气隙磁场发生畸变 空载时电机的物理中性线与几何中性线重合。负载后由于电枢反应的影响，每一个磁极下，一半磁场被增强，一半被削弱，物理中性线偏离几何中性线 α 角，磁通密度的曲线与空载时不同。 磁路不饱和时，主磁场被削弱的数量等于加强的数量，因此每极量的磁通量与空载时相同。电机正常运行于磁化曲线的膝部，主磁极增磁部分因磁密增加使饱和程度提高，铁心磁阻增大，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。 2、当电刷不在几何中性线上时 电刷从几何中性线偏移 角，电枢磁动势轴线也随之移动 角，如图(a)(b)所示。 这时电枢磁动势可以分解为两个垂直分量：交轴电枢磁动势 和直轴电枢磁动势 。如图(a)(b)所示。 3.1 直流电机的电枢电动势 第三节 直流电机的电枢电动势和电磁转矩 电枢旋转时,主磁场在电枢绕组中感应的电动势简称为电枢电动势。 性质: 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). ，称为电动势常数 为电机的结构常数 式中： 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。 3.2 直流电机的电磁转矩 电枢绕组中有电枢电流流过时,在磁场内受电磁力的作用,该力与电枢铁心半径之积称为电磁转矩。 性质: 发电机——制动(与转速方向相反)； 电动机——驱动(与转速方向相同)。 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。 为电机的转矩常数，有 其中 一、电动势平衡方程 第三章 直流电机的运行特性 式中： 为电枢回路总电阻； 为正、负电刷电压降，一般为0.6～2伏；发电机：取“+”；电动机：取“-”； 忽略电刷压降，则 结论：发电机： ； 电动机： ； 即根据 与U的大小判断直流电机的运行状态。 第一节 直流电机的基本方程 二、转矩方程 1.发电机 2.电动机 发电机： 机械能→电能 电动机： 电能→机械能 电机效率： 三、功率方程 一、直流发电机的励磁方式 2. 1 直流发电机