华南理工大学《电机及拖动》第一章2012.pptVIP

1 2.电枢反应 电枢磁动势的出现，必然会影响空载时只有励磁磁动势单独作用的磁场，改变气隙磁密分布情况及每极磁通量的大小，这种现象称为电枢反应。 当直流电机负载运行时，电机内的磁场由主磁极磁场和电枢磁场合成。由于主磁极磁场轴线和电枢磁场轴线垂直，由它们合成的磁场轴线必然不在主磁极中心线上，而发生了磁场扭歪，气隙磁密过零点偏离了几何中心线，即电枢反应使主磁极磁场的分布发生了畸变。 2.电枢反应 结论： 电机负载运行时，就会有电枢反应， 电枢反应的作用如下： (1)使气隙磁场分布发生畸变； (2)呈去磁作用。 1.4 直流电机的感应电动势和电磁转矩 1.4.1电枢绕组的感应电动势 电枢电动势： 指直流电机正、负电刷之间的感应电动势，也就是电枢绕组每条并联支路里的感应电动势。 计算方法：先求出一根导体在一个极距范围内切割气隙磁密的平均电动势，再乘以一条支路里的总导体数 ，就得到了电枢电动势。 计算公式： 其中， 是一个常数，称为电动势常数 ――电枢绕组的总导体数； ――电枢绕组的并联支路对数。 1.4.2 直流电机的电磁转矩 电磁转矩：电枢全部导体受到的电磁力与电枢半径的乘积称为电磁转矩。 计算方法：先求一根导体所受的平均电磁力和产生的平均电磁转矩，再乘以电枢总导体数 ，即可得到总的电磁转矩。 计算公式： 式中： 是一个常数，称为转矩常数，并有 。 －－电枢电流。 例1-4 一台直流发电机，极对数 ，电枢绕组为单叠绕组，电枢总导体数为 根，额定转速 ，每极磁通 韦伯。 求：(1)此发电机电枢绕组感应电动势； (2)此发电机作为电动机使用，当电枢电流为800安时， 能产生多大的电磁转矩。 解: (1) (2) 第一章 直流电机原理 * 电机学与拖动基础 电机学与拖动基础 本章主要教学内容 1.直流电机的基本原理 2.直流电机的电枢绕组 3.直流电机的磁场 4.直流电机的感应电动势和电磁转矩 5.直流电机的换向 1.1 直流电机的基本原理 1.1.1 直流电机的作用 直流电机分为：直流发电机和直流电动机. 直流发电机：可作为直流电源，用做化工、冶炼、 交通运输以及交直流发电机的励磁电源。 直流电动机多用于对调速要求较高的生产机械上。 直流电机的主要缺点：换向问题。 1.1.2 直流电机的结构 定子部分：机座、主磁极、换向极、电刷装置 转子部分：电枢铁心、电枢绕组、换向器 端盖 直流电机结构图 整体结构 电枢结构 两极直流电机剖面图 直流电机电枢装配图 1.直流发电机 直流发电机的工作原理是建立在电磁感应定律基础上的。 直流发电机是使电机的电枢绕组在直流磁场中旋转感应出交流电，然后经过机械整流得到直流电 。 直流发电机物理模型 1.1.3 直流电机的基本工作原理 工作原理分析： 原动机拖动电枢逆时针旋转 从b→a 从 d→c 电刷B为－，A为＋ 电枢转过 从a→b 从 C→d 此时d 接A，a 接B，A为＋，B为－ 流过负载的电流方向不变。 结论：在直流发电机中： （1）电枢绕组内为交流电； （2）通过电刷、换向器后，电刷两端得到的电动势方向不变，外电路电流方向不变，即输出直流电； （3）为减少外电路直流电脉动，电枢绕组采用多线圈。 2 直流电动机 直流电动机的工作原理是建立在电磁力定律的基础上 。外加直流电源，经过电刷、换向器变成电枢绕组中的交流电，使电机电枢在电磁力的作用下旋转起来。 直流电动机的物理模型： 工作原理分析： 外加如图所示直流电 ab受力向左，cd受力向右 产生逆时针方向转矩 电枢转过 cd受力向左，ab受力向右 仍产生逆时针方向的电磁转矩 电机逆时针反向旋转起来了。 结论：在直流电动机中 （1）外电路是直流电； （2）通过换向，把直流电变成电枢绕组里的交流电； （3）为防止电枢受力不均，