直流电机的磁场和电枢反应课件.ppt

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直流电机工作时的磁场:
是由电机中各个绕组(包括励磁绕组、电枢绕组、附加极绕组、补偿绕组等)的总磁动势所共同产生的,其中励磁绕组的磁动势起着最主要的作用。

空载时,电枢电流为零,直流电机的气隙磁场由主磁极绕组的励磁电流所产生,由于励磁电流是直流,所以气隙磁场是一个不随时间变化的恒定磁场。
空载:无负载→P2=0,I=0
空载时的磁场在空间分布,即一个极面下磁场分布,如图16-14所示,磁极面下磁阻较小且较均匀,故磁通密度较高为而两极之间的气隙处,磁通密度显著降低,从磁极边缘至几何中线处,磁通密度沿曲线平滑下降,称边缘磁通。
空载时直流电机的磁场
电机主磁极产生的磁通分为两部分,主磁通通气隙,同时交链电枢绕组和励磁绕组,是电机中产生感应电动势和电磁转矩的有效磁通。
另外,由于磁极产生的磁通不可能全部通过气隙,总还有一小部分从磁极的侧面逸出,直接流向相邻的磁极,它只是与励磁绕组交链,不与电枢绕组交链,故称磁极漏磁通。
设磁极产生的总磁通为则
式中:—场漏磁通,~
主磁通和漏磁通:
直流电机的主磁路包括以下组成部分:
气隙、电枢齿、电枢磁轭、主磁极和定子磁轭。
除气隙外,其他部分均由铁磁材料组成。
主磁路和漏磁路示意图如图16-14(b)
(二)磁化特性曲线
线性段:膝部:(弯曲部)
饱和段:
直流电机的工作点一般在弯曲部分
UN
INf
If
U()
0
(三)空载磁场气隙磁密分布曲线

τ

当直流电机带有负载时,电枢绕组中有电流流过,电枢电流也将产生磁场,称作电枢磁场。
首先讨论电枢磁场
然后讨论由主极磁动势和电枢磁动势共同作用的合成磁场。
实际电机中,电刷放在磁极中心线上的换向片上,该转向片所连的线圈边在两磁极中间,即几何中心线(交轴线)附近。

当直流电机带有负载时,就有主磁极磁动势和电枢磁动势同时作用在空气隙。
电枢磁动势的存在使空载磁场分布情况改变。
电枢反应:负载时电枢磁动势对主极磁场的影响。
交轴电枢反应:通常电刷处于交轴处,由于电枢磁动势的轴线总是与电刷轴线重合,故称为交轴电枢反应。
图16-16(a)表示主磁极产生的气隙磁场分布;
图16-16(b)表示电枢磁动势为三角波;
图16-16(c)表示电枢磁通密度波呈马鞍形;
图16-16(d)表示合成磁通密度波。

若电刷不在几何中心线上,把电刷顺着发电机的旋转方向或逆着电动机的旋转方向移动一个角度,则电枢电流的分布也随之变化,电枢磁动势的轴线也随着电刷移动。
此时的电枢磁势有两个分量:直轴电枢磁势和交轴电枢磁势。
直轴电枢反应磁动势方向与主磁极极性相反时,是直轴去磁作用;
直轴电枢反应磁动势方向与主磁极极性相同时,是直轴增磁作用。
电枢反应磁势大小计算(了解)
直流电机的励磁磁场:
①主磁通路径:所有那些由N极经过气隙到转子再由另一个气隙返回S极的磁通是直流电机中起有效作用的磁通,称为主磁通。
②主磁通的作用:它能在旋转的电枢绕组中感应出电动势,并和电枢绕组的磁动势相互作用产生电磁转矩。
③漏磁通路径和作用:不经过转子的磁通统称为漏磁通。漏磁通只增加磁极和定子磁轭的饱和程度,不产生电动势和转矩。