直流电机基础3幻灯片.ppt

电气与自动化工程学院 * ① 电刷在几何中性线上时的电枢磁场，电枢导体的电流方向总是以电刷为其分界线，即电刷两侧导体中的电流大小相等，方向相反，N极，电流流入，S级，电流流出。 2. 电枢磁动势对电机气隙磁场等的影响 ② 磁力线的分布可由右手螺旋定则作出。 电枢磁场 ③ 不论转子转到哪个位置，电枢导体电流在线圈中的分布情况始终不变。 电气与自动化工程学院 * ④ 电枢电流所产生的磁场在空间的分布情况也不变，即电枢磁场在空间是固定不动的恒定磁场。 ⑤ 电枢磁场和电枢反应取决于电刷的位置，电刷轴线就是电枢磁场的轴线。 N S 磁极轴线 电刷轴线 ⑥ 电枢磁动势轴线的位置总是与电刷轴线重合，而与磁极轴线互相垂直。 电气与自动化工程学院 * 3. 电枢磁动势沿电枢表面的分布情况(单元件) 电枢磁场 ﹢ ． 由全电流定律：F=Nyia N S 不计铁磁材料中的磁压降，F全部消耗在气隙中。一个磁回路磁动势为F，每个磁回路通过两个气隙，磁动势变为F/2. 规定：几何中性线为纵轴，电枢周长为横轴，建立平面直角坐标系。 磁动势分布 τ/2 -τ/2 N S 电气与自动化工程学院 * 4. 电枢磁动势沿电枢表面的分布情况(多元件) 将4个矩形波叠加起来，可得到一个每级高度为iaNy、阶梯数为2的阶梯形波。 当元件边数增多时，趋于一个三角形波。 电气与自动化工程学院 * 每个台阶高度为 Nyia N－电枢绕组的总导线数， Ny－每个元件的匝数； S－元件数；p－极对数； τ－极距；Da－电枢直径 幅值的计算： 阶梯的级数： 每个阶梯幅值为Nyia，因此三角波幅值为 电枢表面的单位周长内的安培导体数，称为线负荷。 总导线数N 极距τ 电气与自动化工程学院 * 如果忽略铁心内的磁压降，则可以求出电枢磁动势产生的磁密沿电枢表面分布的曲线： 在两级的中间部位，虽然电枢磁动势Fax出现峰值，但是由于这里的气隙较大，因此电枢电动势产生的磁密Bax相对较小。Bax呈马鞍型分布。 电气与自动化工程学院 * 电枢磁场Bax＋主磁场B0x＝负载时气隙磁密Bδx 主极产生的空载磁场B0x分布 电枢磁动势产生的电枢磁场Bax分布 两者直接加和后的产生的气隙磁场B’δx分布 两者直接加和并考虑铁心饱和后的产生的气隙磁场Bδx分布 通过电枢表面气隙磁密Bδx等于零的线为物理中心线，空载时物理中心线与几何中心线是重合的。 负载时物理中心线与几何中心线不再重合。中间存在一个位移角α。 α 电气与自动化工程学院 * 电枢反应对直流电机磁场的影响： （1）负载时气隙磁场发生了畸变。 图中所示为电动机情形。在电动机中物理中心线逆着旋转方向偏移。在发电机中则顺着电机旋转方向偏移。 （2）呈去磁特性。 电枢反应将会使磁路中的部分磁势增加，部分磁势减小，总的说来，增加的磁势等于减小的磁势。 但考虑到电机中铁磁磁路的饱和性，磁势的减小能够导致磁密显著减小，但磁势的增大无法导致磁密显著增大。 电气与自动化工程学院 * 主极产生的磁场 电枢电流产生的磁场 合成后的磁场 请问：这是发电机还是电动机运行？ 电气与自动化工程学院 * 电机及拖动基础 第二章 直流电机 电气与自动化工程学院 * 上一节课的主要内容： (1) 直流电机的结构、铭牌数据——了解 静止部分和转动部分 (2) 直流电机的绕组——难点 绕组的几个概念，绕组的展开图、绕组的电路图 电气与自动化工程学院 * 直流电动机的工作原理 直流电动机工作原理图 上电后，线圈通过电流，产生电磁转矩，使线圈在磁场里转动，由于换向器的存在，使得位于同一磁极下的线圈边中电流方向不变，从而使得电机向某一个方向持续旋转。 线圈在磁场里转动，于是在线圈中感应产生反电动势，吸收电功率，实现将电能转换为机械能。 电气与自动化工程学院 * 直流发电机的工作原理 N S I － E ＋ 某原动机拖动发电机旋转，线圈在磁场里转动，在线圈中感应产生电动势，通过换向器及电刷向外传输； 接上负载后，电流流过线圈，产生制动性质的电磁转矩，吸收机械功率，实现将机械能转换为电能。 由于换向器的存在，使得位于同一磁极下的线圈边中电动势方向不变，即电刷两端输出电压不变； 电气与自动化工程学院 * 第一节距(y1)：元件的跨距（一个元件边到另一个元件边的距离，常用所跨的槽数表示）。 换向器节距(yc)：上层元件边与下层元件边所连接的两个换向片之间的距离称为换向器节距。 极距τ：每个主磁极在电枢圆弧上所分得的弧长。经常采用电枢槽数或者机械角度表示。 第一节距(y1)、换向器节距(yc)、极距τ ？ 电气与自动化工程学院 * 本节课的主要内容： (1) 直流电机的励磁方式——掌握 (2) 直流电机