直流電機(jī)空載和負(fù)載的磁場演示文稿

直流電機(jī)空載和負(fù)載的磁場演示文稿當(dāng)前第1頁\共有24頁\編于星期五\6點(diǎn)優(yōu)選直流電機(jī)空載和負(fù)載的磁場Ppt當(dāng)前第2頁\共有24頁\編于星期五\6點(diǎn)直流電機(jī)空載時的磁場分布空載：勵磁繞組通有勵磁電流，其它繞組無電流的狀況2.3.1直流電機(jī)的空載磁場當(dāng)前第3頁\共有24頁\編于星期五\6點(diǎn)磁通、磁路主磁通、主磁路：由N極出發(fā)，經(jīng)氣隙進(jìn)入電樞齒部，經(jīng)電樞鐵心的磁軛到另外的電樞齒，通過氣隙進(jìn)入S極，再經(jīng)定子軛回到原來N極。主磁通交鏈勵磁繞組和電樞繞組，在電樞繞組中感應(yīng)電勢，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。漏磁通、漏磁路：不進(jìn)入電樞鐵心，直接經(jīng)過相鄰的磁極或定子軛。影響飽和程度當(dāng)前第4頁\共有24頁\編于星期五\6點(diǎn)主磁通和漏磁通主磁通φ0和漏磁通φσ由同一磁動勢建立；φ0所走的路徑氣隙小，磁阻??；漏磁通所走的路徑氣隙大，磁阻大；當(dāng)前第5頁\共有24頁\編于星期五\6點(diǎn)勵磁磁勢的分析磁路計算常用公式：當(dāng)前第6頁\共有24頁\編于星期五\6點(diǎn)勵磁磁勢的分析磁路：兩個氣隙、兩個電樞齒、一段電樞軛、兩個主極鐵心和一個定子軛。磁勢：產(chǎn)生Φ0所需磁動勢每極勵磁磁動勢Ff=IfNf當(dāng)前第7頁\共有24頁\編于星期五\6點(diǎn)氣隙磁場在一個磁極的范圍內(nèi)，勵磁磁勢大小一樣，Bδ大小完全與氣隙長度成反比。引進(jìn)極弧系數(shù)bp’和氣隙卡氏系數(shù)：氣隙磁密平均值Bav與最大值Bδ之比

主磁場磁密的分布在主極直軸附近的氣隙較小，并且氣隙均勻，磁阻小，即此位置的主磁場較強(qiáng)，在此位置以外，氣隙逐漸增大，主磁場也逐漸減弱，到兩極之間的幾何中線處時，磁密等于0。當(dāng)前第8頁\共有24頁\編于星期五\6點(diǎn)空載磁化曲線磁化曲線：表示空載主磁通Φ0與主極磁動勢Ff之間的關(guān)系曲線，Φ0＝f（Ff）。通過實(shí)驗(yàn)或計算得到。Φ0Ff直線，不飽和部分膝點(diǎn)飽和部分F0’Fδ’(約1.1~1.35)當(dāng)前第9頁\共有24頁\編于星期五\6點(diǎn)2.3.2負(fù)載時直流電機(jī)的磁場

概述直流電機(jī)負(fù)載后，電樞繞組有電流通過,并產(chǎn)生電樞磁場。

負(fù)載時氣隙磁場由主磁場和電樞磁場共同決定電樞磁場會對主磁場產(chǎn)生一定的影響，這一影響稱為電樞反應(yīng)。電樞反應(yīng)會使得每極磁通發(fā)生變化，也會使氣隙磁場發(fā)生畸變，從而影響電機(jī)的性能。當(dāng)前第10頁\共有24頁\編于星期五\6點(diǎn)2.3.2負(fù)載時直流電機(jī)的磁場

兩個重要的軸線概念與主極軸線正交的軸線通常稱為交軸主極軸線重合的軸線稱為直軸；當(dāng)前第11頁\共有24頁\編于星期五\6點(diǎn)1.電樞產(chǎn)生的磁動勢電樞磁勢的分布與電樞電流的分布有關(guān)。

電樞電流的方向由電刷來界定。圖中電刷以下電流為流入紙里，電刷以上為流出紙面。

這樣的電流分布所產(chǎn)的磁力線如圖所示。（右手定則）

可見，電樞磁勢的軸線總是與和電刷接觸的導(dǎo)體的連線重合?；蛘哒f電刷位置決定了電樞磁勢的軸線。

當(dāng)電刷與處于幾何中性線上的導(dǎo)體相接觸時，電樞磁勢的軸線在交軸方向。并把這一磁勢稱為交軸電樞反應(yīng)磁勢。當(dāng)前第12頁\共有24頁\編于星期五\6點(diǎn)1.電樞產(chǎn)生的磁動勢設(shè)直軸線與電樞外圓的交點(diǎn)為0點(diǎn)，在距0點(diǎn)為x處作一閉合磁力線回路。該閉路包圍的電流數(shù)即為總磁勢Fa。

電樞表面單位長度上的電流數(shù)A稱為電機(jī)的線負(fù)荷。x處閉路上的總磁勢忽略鐵心磁阻，則每個氣隙消耗的磁勢為上式為一個極距的電樞磁勢分布，將一對極的電樞磁勢波形畫出，將得到三角波。當(dāng)前第13頁\共有24頁\編于星期五\6點(diǎn)1.電樞產(chǎn)生的磁動勢電樞磁勢單獨(dú)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的分布：

·

該磁密由磁勢和氣隙共同決定。·

極面下氣隙基本不變，磁密正比于磁勢；·

兩極之間的區(qū)域內(nèi)，氣隙變大，磁密迅速減小。一個周期的磁密波形呈馬鞍形。當(dāng)前第14頁\共有24頁\編于星期五\6點(diǎn)交軸磁勢電刷位于幾何中性線上時的電樞磁勢為交軸磁勢當(dāng)前第15頁\共有24頁\編于星期五\6點(diǎn)直軸磁勢電刷不在幾何中心線上，電樞磁勢分為交軸和直軸分量電刷偏離幾何中性線時的電樞磁勢中除了交軸磁勢外，還含有直軸磁勢。當(dāng)前第16頁\共有24頁\編于星期五\6點(diǎn)2.電樞反應(yīng)直流電機(jī)負(fù)載后，電樞繞組有電流通過，該電流建立的磁場簡稱電樞磁場，電樞磁場對主磁場的影響就稱為電樞反應(yīng)。

當(dāng)電機(jī)帶上負(fù)載后，電機(jī)的氣隙磁場由主磁場和電樞兩個磁場共同決定。電樞磁動勢的出現(xiàn)，使氣隙磁場發(fā)生畸變，即電樞反應(yīng)。各支路電流都是通過電刷引入或引出，因此電刷是電樞表面上電流分布的分界線。電樞磁勢的軸線總是與電刷軸線相重合。當(dāng)前第17頁\共有24頁\編于星期五\6點(diǎn)1）交軸電樞反應(yīng)NS主極產(chǎn)生磁場的磁密波形電樞繞組產(chǎn)生磁場的磁密波形合成磁場的磁密波形當(dāng)前第18頁\共有24頁\編于星期五\6點(diǎn)使氣隙磁場分布發(fā)生畸變，一半極加強(qiáng)，一半極削弱；（發(fā)前弱）使物理中性線位移（空載時，電機(jī)物理中性線與幾何中性線重合；負(fù)載時，物理中性線發(fā)生偏轉(zhuǎn)）呈去磁作用（飽和度變化的影響）當(dāng)前第19頁\共有24頁\編于星期五\6點(diǎn)2）直軸電樞反應(yīng)增磁與去磁與電刷的旋轉(zhuǎn)方向有關(guān)。若電機(jī)為發(fā)電機(jī)時，電刷順轉(zhuǎn)向移動β角?！铩镏绷靼l(fā)電機(jī)的電刷是順轉(zhuǎn)向偏移一個小角度時，直軸電樞反應(yīng)對主極磁場的作用將是去磁的。

★★而直流發(fā)電機(jī)的電刷若是逆轉(zhuǎn)向偏移一個小角度時，直軸電樞反應(yīng)對主極磁場的作用將是增磁的。

（發(fā)順去）當(dāng)前第20頁\共有24頁\編于星期五\6點(diǎn)2.4感應(yīng)電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩2.4.1電樞繞組的感應(yīng)電動勢電樞電勢：直流機(jī)正、負(fù)電刷之間的感應(yīng)電勢，即每個支路里的感應(yīng)電勢。計算：求出一根導(dǎo)體在一個極距范圍內(nèi)切割氣隙磁密的平均感應(yīng)電勢，乘上一個支路里總的導(dǎo)體數(shù)。當(dāng)前第21頁\共有24頁\編于星期五\6點(diǎn)直流電機(jī)的感應(yīng)電勢具體計算：一根導(dǎo)體：Bav：平均磁密；li：導(dǎo)體長度；v：電樞旋轉(zhuǎn)線速度n：電樞旋轉(zhuǎn)速度（r/min)：每極磁通支路電勢：Ce：電勢常數(shù)N：總導(dǎo)體數(shù)當(dāng)前第22頁\共有24頁\編于星期五\6點(diǎn)電樞電勢的認(rèn)識一臺制造好的電機(jī)，它的電樞電勢(