直流电机2 阎治安.ppt

第一篇   直流电机第 2 章   直流电机的基本理论
内容简介
直流电机的磁场:
励磁方式、磁场分布、电枢反应
直流感应电势:
电势公式、电势方程式
电磁转矩:
转矩公式、转矩平衡方程式
功率与损耗
损耗分析、功率平衡方程式
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2-1   直流电机的励磁方式
一、定义
    直流电机励磁绕组的接线方式称为励磁方式。实质上就是励磁绕组和电枢绕组如何联接。
二、分类   
除了永磁直流电机外,直流电机的励磁方式有他励式和自励(即串励、并励和复励)式。
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复励式发电机
串励式电动机
并励式电动机
他励式发电机
n
rf
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2-2    空载时直流电机的磁场
一、直流电机的磁通路经(磁路)
    主磁极1 —气隙1-电枢齿1-电枢轭-电枢齿2-气隙2-
主磁极2-定子轭-主磁极1
气隙1
主磁极1
电枢齿1
电枢轭
电枢齿2
气隙2
主磁极2
定子轭
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二、空载磁通密度波形
空载时电枢电流为0,气隙磁场是由励磁电流单独决定。
磁极面下气隙较小且均匀,磁密较强且均匀。
极面外,气隙迅速增大,磁密也迅速减弱,几何中性线处磁密为0。
空载气隙磁密沿电枢外圆的分布用函数B0(x)表示;分析可知它是平顶波。
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2-3  负载时直流电机的磁场――电枢反应
电枢磁场对主磁场的影响,被称为电枢反应。
电枢反应会影响电机的性能。
一、电枢磁势的分布
电枢磁势的分布与电枢电流的分布有关。
电枢电流的方向以电刷连线来分界。
电枢磁势的轴线总是与两电刷的连线相重合。
当电刷与处于几何中性线上的导体相接触时,电枢磁势的轴线在交轴方向,称为交轴电枢反应磁势。
N
S
6
设直轴线与电枢外圆的交点为0点,在距0点为x处作一闭合磁力线回路。该闭路包围的电流数即为总磁势Fa 。
电枢表面单位长度上的安培导体数A
称为电机的线负荷。
线负荷
距0点为x处,每个气隙的电枢反应磁势为(忽略铁心中的磁势降)
上式表达了电枢磁势的分布,将一对极的电枢磁势波形画出,将得到三角波。
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二、电枢磁势单独产生的磁感应强度的分布:
磁密由磁势和气隙磁阻共同决定。
极面下气隙基本不变,磁密正比于磁势;
两极之间的区域内,气隙变大,磁密迅速减小。一个周期的磁密波形呈马鞍形。
三、电枢磁场与励磁磁场
(主磁场)的合成
——电枢反应
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在一个极距内相加时,一半极距内磁密加强,另一半极距内磁密减弱。
实际上由于饱和,使得每极磁通总体上有所减少。
磁场发生了畸变,0点发生了位移。
(交轴)电枢反应的影响:
1、气隙磁场发生畸变
对发电机而言前极端去磁、
后极端增磁;
对电动机而言则为前极端
增磁、后极端去磁。
2、此反应会使某一支路
的电势分布不均匀(如图示)。
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四、补偿绕组
为了减少电枢反应的影响,在磁极表面的槽中安装补偿绕组;
补偿绕组与电枢绕组串联;
补偿绕组导体电流的方向与其对应的极面下的电枢电流的方向相反。
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