李发海电机与拖动基础第四版第三章精要.ppt

图3.20为电枢反应磁场。尽管电枢是旋转的，而电枢导体中的电 流情况不变，即电枢磁通势的方向不变，电枢反应磁场的轴线 与电刷轴线重合，与励磁主磁场相互垂直。 把图3.10（c）与图3.20所示的两 个磁场合成，其合成轴线偏离了 几何中心线，磁场发生了歪扭。 在每个主磁极下，半个主磁极 内的两种磁力线方向相同；另半 个磁极内的两种磁力线方向相 反；当磁场不饱和时，磁密增减 量相等，合成磁密均值不变。 图 3.20 电枢磁通势产生的磁力线 由于直流电机的空载工作点通常取在磁化特性的拐点处，当 磁密增加时，受饱和的影响，增加量很少而减少量不变，使一 个磁极下的平均磁密减少，这种现象称称电枢反应的去磁效 应。 3.6 直流发电机 3.6.1 直流发电机稳态运行时的基本方程式 图 3.21 标出了直流发电机各量的正方向。图中，U为电机负 载的端电压，Ia 为电枢电流， 是原动机转矩，T 是电磁转 矩， 是空载转矩，n 是电枢转速，Φ 是主磁通， 是励磁 电压， 是励磁电流。 用 来代表电枢回路的总电阻（电 刷接触电阻、电枢绕组电阻、及换 向极绕组和补偿绕组电阻）。选图 3.21 中的虚线方向绕行，电枢回路 的方程式可写成 = U + (3-16) 电枢电动势为 = Φ n （3-17） 电磁转矩为 T = Φ (3-18) 稳态时的电磁转矩关系为 = T + （3-19） 图 3.21 发电机惯例 上式中， 为原动机转矩，T 为电磁转矩， 为空载转矩 。 并励或他励发电机的励磁电流为： = / (3-20) 气隙每极磁通可表成： Φ = f ( , ) (3-21) 上述方程中，式（3-16）~ 式（3-19）运用较多，而式 （3-21）由于磁路非线性，一般用磁化特性来代替。 3.6.2 功率关系 将式（3-16）乘以电枢电流得： （3-22） 式中， = 为发电机输给负载的功率； = 为电枢回路的总铜秏（含电枢回路所有绕组总电阻及电刷与换 向器的接触损耗）。 将式（3-19）乘以机械角速度Ω 得： Ω = T Ω + Ω 可写成： （3-23） 式中， 为原动机输给发电机的机械功率； 为电磁功率; 为发电机空载损耗，其中 为铁耗， 为发电机机械摩擦损耗。 经推导得如下的功率转换关系: （3-24） 式（3-24）说明，电机在发电机状态运行时，机械功率 TΩ 转变 电功率 后输给负载。 综合以上功率关系可得发电机功率流程式 （3-25）