电机与拖动技术项目化教程 课件 2直流电机的磁场与换向.pptx

直流电机的磁场与换向MagneticFieldandCommutationofDCMotors

问题1：直流电机的磁场是怎么产生的？问题2：空载时候的磁场与负载时候的磁场一样吗？磁场由电流产生，直流电机在负载运行时,其磁场是由电机励磁绕组电流和电枢绕组电流共同产生的,其中励磁绕组起主要作用。

一、直流电机空载时的磁场空载磁场：当直流电机空载时,电枢电流可忽略不计,所以空载时的磁场由主磁极的励磁磁动势单独产生。主磁通：经过气隙，同时交链励磁绕组和电枢绕组的磁通，是机电能量转换的桥梁。漏磁通：不经过气隙，仅与励磁绕组交链的磁通，它不参与机电能量转换。主磁通漏磁通

空载磁场的磁密分布空载时，励磁磁动势主要消耗在气隙上。当忽略铁磁材料的磁阻时，主磁极下气隙磁通密度的分布就取决于气隙的大小和形状。礼帽形的平顶波在极靴下气隙小，气隙中各点磁密较大；在极靴范围以外，磁回路中气隙长度增加很多，磁密显著减少，至两极间的几何中性线处磁密就等于零。

二、直流电机负载时的磁场电枢磁场对主磁极所建立的气隙磁场会产生影响，这种影响称为电枢反应。当电机带负载时，电枢绕组中有电流通过，产生了电枢磁场，称电枢磁通势。负载时，电机中气隙磁场是由主磁极磁通势和电枢磁通势共同建立的。

电枢反应的影响：（1）使气隙磁场发生畸变（2）对主磁场起去磁作用每一磁极下，电枢磁场使主磁场一半被削弱，另一半被加强。对发电机而言，电枢要进入的主磁极磁场的一端磁场被削弱，而另一端则被加强。对电动机正好相反，电枢要进入的主磁极磁场的一端磁场被加强，而另一端则被削弱。在不考虑磁路饱和时，主磁场被削弱的数量恰好等于被加强的数量，因此负载时每极下的合成磁通仍与空载相同。但在实际电机中，磁场已处于饱和状态，因为在主磁极两边磁场变化情况不同，一边是增磁的，另一边是去磁的。主极的增磁作用会使饱和程度提高，铁心磁阻增大，与不饱和时相比，实际增加的磁通要少些；主极的去磁作用可使饱和程度降低，铁心磁阻减小，与不饱和时相比，实际减少的磁通要少些。由于磁阻变化的非线性，磁阻的增大比磁阻的减小要大些，增加的磁通就会小于减少的磁通，因此负载时合成磁场每极磁通比空载时每极磁通略有减少，这就是电枢反应的去磁作用。

小结磁场的形成主磁极磁通势电枢磁通势电枢反应

直流电机的换向直流电机工作时，旋转的电枢元件从一条支路经过电刷而进入另一条支路时，该元件中的电流方向改变，这种元件中电流方向的变换称为换向。

2、改善换向的方法1.装置换向磁极2.正确选择电刷

3、防止环火与补偿绕组环火补偿绕组示意图补偿绕组增加了电机的成本，而且使电机变得更复杂，通常只在负载变动大的大、中型电机中采用。防止环火的最好方法是采用补偿绕组

直流电机的换向小结直流电机的换向过程改善换向的方法防止环火与补偿绕组