第四章__直流电机的电枢反应

1、第四章 直流电机的电枢反应 本章知识点电枢反应的概念电枢反应的概念电枢磁势电枢磁势电枢的直轴、交轴电枢反应电枢的直轴、交轴电枢反应直流电机的电磁转矩直流电机的电磁转矩直流电机的励磁磁场（空载磁场）直流电机的空载场空载磁场 电枢磁场何为电枢反应 电机带上负载后，电枢绕组就有电电机带上负载后，电枢绕组就有电流流过，电枢电流将产生电枢磁势；气流流过，电枢电流将产生电枢磁势；气隙磁场是由励磁磁势和电枢磁势两者的隙磁场是由励磁磁势和电枢磁势两者的合成磁势所建立的。负载时，电枢磁势合成磁势所建立的。负载时，电枢磁势对气隙磁场的影响称为对气隙磁场的影响称为电枢反应电枢反应。4-1 直流电机的电枢磁势几点说明

2、元件边只画了一层。元件边只画了一层。省去换向器和元件端接部分，省去换向器和元件端接部分，电刷放在几何中线上直接与电刷放在几何中线上直接与元件边相接触元件边相接触。电刷为电枢表面电流分布的电刷为电枢表面电流分布的分界线。分界线。电枢磁场的极对数与励磁磁电枢磁场的极对数与励磁磁场的极对数相等。场的极对数相等。电枢磁势及其建立的电枢磁电枢磁势及其建立的电枢磁场是静止的，磁势轴线与电场是静止的，磁势轴线与电刷轴线重合。刷轴线重合。交轴电枢磁势交轴电枢磁势 线负荷 N电枢绕阻总导体数；电枢绕阻总导体数； 导体电流，导体电流， ， 为电枢总电流。为电枢总电流。 D电枢外径。电枢外径。DiNaAaIiaa2

3、aiaI交轴电枢磁势 AxkxFxHxBaaa000（安匝（安匝/ /对极）对极） xFa2tAFa2tAFa xFxHxBaaa00 AxxFaNStAFaq直轴电枢磁势交轴电枢磁势交轴电枢磁势 直轴电枢磁势直轴电枢磁势AbFad2NSNSNNSS（安匝（安匝/ /对极）对极）tbAFaq2电刷偏离几何中线电刷偏离几何中线直轴电枢磁势交轴电枢磁势交轴电枢磁势 直轴电枢磁势直轴电枢磁势NSNSNNSS电刷偏离几何中线电刷偏离几何中线发电机：电刷顺电枢旋转方向偏移时，起去磁作用；电刷顺电枢旋转方向偏移时，起去磁作用； 电刷逆电枢旋转方向偏移时，起增磁作用。电刷逆电枢旋转方向偏移时，起增磁作用。直

4、轴电枢磁势：增磁还是去磁？直轴电枢磁势：增磁还是去磁？4-1 直流电机的电枢反应一、交轴电枢反应一、交轴电枢反应磁路不饱和时的情况NS发电机发电机电动机电动机0BaBBa物理中线几何中线aF磁路饱和时的情况交轴电枢反应NS发电机发电机电动机电动机0BaBBBa物理中线几何中线aF交轴电枢反应增磁增磁增磁增磁去磁去磁去磁去磁交轴电枢反应效果磁场发生畸变磁场发生畸变物理中心线偏离几何中心线物理中心线偏离几何中心线磁路饱和时有去磁作用磁路饱和时有去磁作用直轴电枢反应电刷偏离几何中线电刷偏离几何中线 交轴电枢磁势交轴电枢磁势 直轴电枢磁势直轴电枢磁势NNNSSSNS产生原因增磁或去磁发电机：电刷顺电枢

5、旋转方向偏移时，起去磁作用；电刷顺电枢旋转方向偏移时，起去磁作用； 电刷逆电枢旋转方向偏移时，起增磁作用。电刷逆电枢旋转方向偏移时，起增磁作用。对电动机而言，上述结论恰好相反对电动机而言，上述结论恰好相反直流电机电枢反应小结电枢反应的概念交轴电枢磁势的特点、分布；气隙合成磁场来源、分布交轴电枢反应效果磁场发生畸变磁场发生畸变物理中心线偏离几何中心线物理中心线偏离几何中心线磁路饱和时有去磁作用磁路饱和时有去磁作用直轴电枢磁势的来源和直轴电枢反应效果航空直流发电机电枢反应的特点NS发电机发电机电动机电动机0BaBBa物理中线几何中线航空直流发电机电枢反应的特点A高转速、大负载情高转速、大负载情况下

6、，电机气隙合况下，电机气隙合成磁场严重畸变，成磁场严重畸变， ，换向恶化，换向恶化 “环火环火” 补偿绕组补偿绕组0BfFaFaBa直流电机的电磁转矩avemTNTaxliBf aavavliBf2DfTavavlBavtpD 2taTaemICIapNT 2nCnapNEea 60eTCC 30 转矩常数转矩常数电势常数电势常数aIiaa2讨论 电机学假设：电枢平滑无槽，电磁转矩是作用在电机学假设：电枢平滑无槽，电磁转矩是作用在载流电枢导体上的电磁力形成的。这样推导出的电磁载流电枢导体上的电磁力形成的。这样推导出的电磁转矩公式，实践证明在数值上是正确的。转矩公式，实践证明在数值上是正确的。

7、一台几千千瓦的电机，电枢导体要受到很大的电一台几千千瓦的电机，电枢导体要受到很大的电磁力，包扎导体的绝缘材料将会压缩变形，可是这种磁力，包扎导体的绝缘材料将会压缩变形，可是这种情况实际上并未发生。情况实际上并未发生。 实际上，作用在电枢线圈上的电磁力是极小的，实际上，作用在电枢线圈上的电磁力是极小的，这是因为：一般电枢有槽，线圈放置在槽内，气隙磁这是因为：一般电枢有槽，线圈放置在槽内，气隙磁通的大部分从磁阻小的齿部通过，槽部的磁通较小。通的大部分从磁阻小的齿部通过，槽部的磁通较小。 有槽电机运行时，大部分电磁力将直接作用在铁心有槽电机运行时，大部分电磁力将直接作用在铁心上，由铁心力形成的转矩称为铁心转矩。电机负载时作上，由铁心力形成的转矩称为铁心转矩。电机负载时作用于每槽的电磁力，应为槽内导体所受的电磁力和铁心用于每槽的电磁力，应为槽内导体所受的电磁力和铁心力之和。力之和。 有槽电机的电磁转矩在数量上可以用电磁力定律按有槽电机的电磁转矩在数量上可以用电磁力定律