直流电机的建模与特性.ppt

(3)磁路饱和时，有去磁作用。因为磁路饱和时，半个极下增加的磁通小于半个极下减少的磁通，使每个极下总的磁通有所减少。 ②直轴反应 当电刷不在几何中性线时，电枢磁通势除有交轴电枢磁通势分量外还有直轴电枢磁通势分量。由于直轴电枢磁场轴线与主极轴线重合，因此其作用应该只是影响每极磁通大小。 若电机为发电机，电刷顺电枢旋转方向移动β角，对主磁极磁场而言直轴电枢磁通势及其电枢反应将是去磁的；若电刷逆电枢旋转方向移动β角，直轴电枢反应将是增磁的。若电机为电动机，其直轴电枢反应情况与发电机恰好相反。第96页,共125页，星期六，2024年，6月电刷不在几何中性线时的电枢反应可用下列表格说明电刷顺转向偏移电刷逆转向偏移发电机直轴去磁直轴助磁电动机直轴助磁直轴去磁第97页,共125页，星期六，2024年，6月电动机电刷位置安装出错，对电动机性能有何影响？（不考虑电枢反应）第98页,共125页，星期六，2024年，6月负载时直流电机的磁场小结：电枢反应使气隙磁场发生了畸变,电枢磁场使主磁场一半削弱，另一半加强,并使电枢表面磁密等于零处离开了几何中性线；电枢反应的另一个结果是电枢反应具有去磁作用，使得电机负载情况下每极磁通有所下降。当电刷处于几何中性线时，电枢磁势与磁极轴线互相垂直；第99页,共125页，星期六，2024年，6月2.5直流电机的感应电势、电磁转矩与电磁功率A、正负电刷之间感应电势的计算图2.23每极下气隙磁场的分布和相应的导体电势情况根据图2.23，每根导体的瞬时电势为：(2-10)导体沿圆周的线速度为：(2-11)第100页,共125页，星期六，2024年，6月每根导体的平均电势为：(2-12)每条支路即正、负电刷之间的感应电势为：(2-13)式中，为电势常数，为每极下的磁通。结论：直流电机正、负电刷之间的感应电势与转子转速以及每极的磁通成正比。第101页,共125页，星期六，2024年，6月直流电机中的电枢电势是指正、负电刷之间的电枢绕组感应电势的总和，也就是每条支路上感应电势之和。设导体在电枢表面均匀分布，气隙磁密的平均值为Bav，电枢表面的线速度为v，导体在磁场中的轴向长度为l，则每根导体的感应电动势的平均值eav为若电枢总导体数为N，并联支路数为2a，那么一条支路的总电动势，即电枢电势Ea为则每条支路中串联导体数为N/2a，电动势常数.电枢电动势.第102页,共125页，星期六，2024年，6月直流电机的感应电动势与哪些因素有关？若一台直流发电机在额定转速下、额定励磁下的感应电动势为230V，试问下列情况下电动势变为多少？（1）磁通减小10%；（2）励磁电流减小10%；（3）转速增加10%；（4）磁通减小10%同时转速增加10%。第103页,共125页，星期六，2024年，6月B、电磁转矩的计算图2.24每极下气隙磁场的分布和相应根据图2.24，每根导体所产生的电磁力和电磁转矩分别为：(2-14)(2-15)微元dx上的导体所产生的电磁转矩为：每极下的电磁转矩为：第104页,共125页，星期六，2024年，6月总电磁转矩为：(2-16)式中，为转矩系数。它与电势常数之间存在如下关系：(2-17)结论：直流电机所产生的电磁转矩与电枢电流以及每极的磁通成正比。忽略磁路饱和，则有：(2-18)则正、负电刷之间的感应电势为：(2-19)电磁转矩为：(2-20)第105页,共125页，星期六，2024年，6月电磁转矩设电枢电流为Ia，流过每根导体的电流为ia，并联支路数为2a，则每根导体所受到的平均电磁力fav为fav=Bavlia产生的平均电磁转矩Tav为电枢表面共有N根导体，且ia=Ia/2a则总的电磁转矩T为转矩常数..第106页,共125页，星期六，2024年，6月C、直流电机的电磁功率定义：电磁功率定义为电磁转矩与转子角速度的乘积，它反映了直流电机经过气隙所传递的功率。根据式（2-13）与式（2-16）可求得电磁功率为：（2-21）上式的物理意义：对直流电动机而言，从电源所吸收的电功率全部转化为机械功率输出；对直流发电机而言，从原动机所吸收的机械功率全部转化为电功率输出。第107页,共125页，星期六，2024年，6月.电势常数和转矩常数都决定于电机的结构数据。对于一台已制成的电机，电势常数和转矩常数都是恒定不变的常数，且两者之间有一固定的关系，即：在电动机