第二章 第三节 感应电动势的计算.ppt

提要 1 直流电机励磁方式 2 直流电机的空载磁场 3 直流电机负载时的磁场及电枢反应 1 直流电机励磁方式 他励 (separately excited DC machine ) 并励 (shunt DC machine ) 串励 (series DC machine ) 复励 (compounded DC machine ) 根据励磁绕组的供电方式和电枢绕组的供电直接的联系，分为以下4类： 1 他励：励磁绕组和电枢绕组之间没有供电关系，由独立的直流电源进行供电； 2 并励：励磁绕组和电枢绕组之间并联，励磁绕组和电枢绕组两端的电压相等； 3 串励：励磁绕组和电枢绕组之间串联，励磁绕组和电枢绕组通过的电流相等； 4 复励：存在着并励绕组和串励绕组： 下面各是哪些励磁方式？ 磁路从主磁极1出发经气隙1－电枢齿1－电枢轭－电枢齿2－气隙2－主磁极2－定子轭--主磁极1。 3.1 1个元件产生的电枢磁动势 如果上图中的情况由电动机变为发电机，转动的方向不变，哪些量会发生变化？对电枢反映有哪些改变？ 在发电机和电动机的情况下，物理中性线随着电枢转动方向如何偏移？ 电枢磁场对电机性能有哪些影响呢？ 2.5 直流电机的感应电势、电磁转矩与电磁功率 C、直流电机的电磁功率 第五节 感应电动势和电磁转矩的计算 1感应电动势的计算 2电磁转矩的计算 3 能量转换 1 感应电动势的计算 当电流通过电枢绕组时，电枢绕组内部会产生电动势。 要计算支路的电动势，1）可先求出每个元件电动势的平均值，2）然后再乘上每条支路串联的元件数，就可以得到支路电动势。 当电枢转过电角度 ，元件交链的磁通由 变到 - (用来做积分限变换)，设以电角速度为单位的电枢角速度为w，这一过程时间为： 电磁感应定律： 求一个元件的感应电动势的平均值，对e在时间内求积分： 支路电动势=（每条支路的元件数）*（一个元件的感应电动势的平均值） 若磁通和励磁电流的关系为： 则 小结1 表明感应电动势与 磁通和电枢转速 的乘积成正比； 表明感应电动势与 励磁电流和机械角速度成正比 2 电磁转矩的计算 2.1 单个元件边受电磁力 2.2 段上的元件边受到的力矩 单个元件在直径为D的电枢上产生的力矩为 段上的元件边数 ： 段上的元件边产生的力矩 =（ 段上的元件边数）*（单个元件在直径为D的电枢上产生的力矩） 2.2 段上的元件边受到的力矩 段上的元件边产生的力矩 =（ 段上的元件边数）*（单个元件在直径为D的电枢上产生的力矩） 2.2 距离上的元件边受到的力矩 绕组有效导体数： （常量） 电枢电流=支路数*支路电流= 2.3 求2个极距内电流产生的电磁转矩 2.3 转矩常数和电动势常数 2.3 电磁转矩 励磁电流的形式表达： 3 能量转化 由于 ， 3 能量转化 为绕组全部有效导体数 称为电动势常数。 其中： 为机械角速度 元件边数： ， 其中： 令 ，称其为转矩常数 转矩常数: 电动势常数: * * 第四节 直流电机的励磁方式及磁场 1 直流电机的励磁方式 1、他励直流电机——励磁绕组与电枢绕组无联接关系，而是由 其他直流电源对励磁绕组供电。 2、并励直流电机——励磁绕组与电枢绕组并联。 3、串励直流电机——励磁绕组与电枢绕组串联。 4、复励直流电机——两个励磁绕组，一个与电枢绕组并联， 另一个与电枢绕组串联。 2 直流电机的空载磁场 直流电机的空载磁场是指电枢电流等于零或者很小时，由励磁磁动势单独建立的磁场。 直流电机的磁路和磁通分布 主磁通所经过的磁回路由主磁极铁芯、气隙、电枢齿、电枢铁芯和磁轭等五个部分组成。 气隙中主磁场磁通密度的分布 空载时电枢电流为0，气隙磁场是由励磁电流单独决定。 磁极面下气隙较小且均匀，磁密较强且均匀。 极面外，气隙迅速增大，磁密也迅速减弱，几何中性线处磁密为0。 空载气隙磁密沿电枢外圆的分布用函数B0（x）表示；分析可知它是平顶波。 当励磁绕组通以直流励磁电流 时，每极的励磁磁势为： 式中， 为每一磁极上励磁绕组的总匝数。 在图2.15中，励磁磁势Ff分别产生主磁通 和主极漏磁通。根据安培环路定律，有： （2-5） 忽略铁心饱和，则有： （2-6） 于是得气隙磁密为： （2-7） 3 直流电机负载时的磁场及电枢反应 　当直流电机带上负载以后，在电机磁路中又形成一个磁动势，这个磁动势称为