直流电机的基本原理和电磁关系.ppt

5.3任意点电枢磁势的计算条件：设电枢绕组的导体数为W，极数为2p，则一个极距内的导体数为W／2p。电刷电流为Ia，并联支路数为2a，则流过每一导体的电流为Ia／2a线负载A：沿着电枢圆周每单位长度内的电流安培数第31页,共47页，星期六，2024年，5月交轴直轴电枢磁势位置取决于电刷位置，电刷位于交轴，电枢磁势轴线也在交轴，为（交轴）电枢反应。极尖处磁密最大且由于其饱和程度的提高，饱和影响使高峰略有下降，即极面下的总磁通略减小，呈去磁作用六、负载时的气隙磁势和磁场第32页,共47页，星期六，2024年，5月交轴直轴（交轴）电枢反应对气隙磁场的影响：使气隙磁场发生畸变使物理中心线偏移几何中心线一个角度（对发电机：顺着旋转方向）磁路未饱和时，每极磁通?不变如考虑磁路饱和的影响，则交轴电枢反应有去磁作用第33页,共47页，星期六，2024年，5月直轴电枢反应如电刷顺着发电机的旋转方向或逆着电动机的旋转方向移过一个角度β，则电枢电流的分布随之改变，电枢磁势的轴线也随着电刷移动。在角度2β范围内的导体所产生的磁势固定作用在直轴，称为直轴电枢反应，其方向与主磁极极性相反，使主磁通减弱，呈现去磁作用。将使电枢电势减小；在角度2β范围以外的导体所产生的磁势作用在交轴，为交轴电枢反应。第34页,共47页，星期六，2024年，5月在角度2β范围内的导体所产生的磁势固定作用在直轴，其方向与主磁极极性相同，呈磁化作用。将加剧换向的困难；在角度2β范围以外的导体所产生的磁势作用在交轴，为交轴电枢反应。第35页,共47页，星期六，2024年，5月削弱电枢反应负作用的措施由于电枢反应使气隙磁场畸变而形成环火的可能性较大，须将电枢反应尽可能地予以补偿，以防止发生环火。在电机中装置有补偿绕组，使其产生的磁势适能抵消电枢反应电势；补偿绕组的电流分布和电枢绕组各对应点的电流分布大小相等、方向相反；交轴附近的电枢磁势将由换向极磁势来补偿。补偿绕组和换向极绕组应和电枢绕组串联。第36页,共47页，星期六，2024年，5月简单分析设电枢磁势的每极安匝数为Fa则直轴电枢磁势的幅值为交轴电枢磁势的幅值为交轴电枢磁势的去磁作用，用等效直轴去磁安匝Faqd表示，它与磁路的饱和程度有关，可近似与电枢电流成正比有效的励磁磁势为第37页,共47页，星期六，2024年，5月七、电枢绕组的感应电势电枢绕组的感应电势——电机正、负电刷之间的电势，即每一并联支路的电势。位于电刷之间固定位置的各个导体的感应电势之和假设电枢导体是连续均匀分布的，则电势为恒定的直流电势第38页,共47页，星期六，2024年，5月7.1电枢绕组的感应电势设电枢总导体数为W，有2a条并联支路，则每一支路中的串联导体为W／2a电刷间的感应电势为每一支路中的串联导体的感应电势之和第39页,共47页，星期六，2024年，5月直流电机的感应电势与每极磁通量及转速有关。如将每极磁通量保持不变，直流电机的感应电势将和转速成正比。如将转速保持不变，直流电机的感应电势将和每极磁通量成正比。电刷间的感应电势仅和极面下的总磁通量有关，而和极面下磁通密度的分布情况无关第40页,共47页，星期六，2024年，5月7.2直流发电机的平衡方程式并励发电机ΔU——每一电刷的接触电压降电刷接触电阻随电流的增大而减小，通常假定为常数，当用石墨电刷或碳石墨电刷时，取为1V电压平衡式IaILIf第41页,共47页，星期六，2024年，5月并励发电机功率平衡式电磁功率输入功率空载损耗负载损耗ra:串接在电枢回路中各种绕组的总电阻，如电枢绕组、串励绕组和换向极绕组等。附加损耗产生P?的原因电枢存在齿槽，使气隙磁通发生脉动，在电枢铁心、主极铁心和极靴表面中产生脉动损耗电枢反应使磁场畸变产生的额外电枢损耗电枢拉紧螺栓在磁场中旋转引起的铁耗由换向电流产生的损耗IaILIf第42页,共47页，星期六，2024年，5月7.3直流电动机的平衡方程式IIa电压平衡式电流平衡式（并励时）If第43页,共47页，星期六，2024年，5月IIa功率平衡式（并励时）并励回路损耗电枢回路铜损电刷接触电损耗机械损耗铁损耗杂散损耗If第44页,共47页，星期六，2024年，5月八、电枢绕组的电磁转矩设流过电刷的电流为Ia电枢导体中的电流是Ia／2a设电枢直径为Da，电枢导体的有效长度为l电枢总的电磁转矩第45页,共47页，星期六，2024年，5月8.1直流发电机的