【2017年整理】三讲-直流电机磁场.pptVIP

电机及拖动基础;直流电机的磁场;一、励磁方式;一、直流电机的励磁方式;2.并励;3.串励;4.复励;空载的含义:;四极直流电机空载时的磁路; 在数量上，漏磁通比主磁通小得多，大约是主磁通的20%。;主磁极的特点：;二、直流电机的空载磁场;二、直流电机的空载磁场;二、直流电机的空载磁场;二、直流电机的空载磁场;二、直流电机的空载磁场;二、直流电机的空载磁场;空载磁化曲线;电枢磁场;影响： ;2.关于饱和 ;为了分析方便假定换向片的宽度等于电刷的宽度。;直流电机电枢绕组元件的换向过程 a)换向开始瞬间 b)正在换向瞬间 c)换向结束瞬间; 元件从开始换向到换向终了所经历的时间，称为换向周期 。换向周期通常只有千分之几秒。直流电机在运行中，电枢绕组每个元件在经过电刷时都要经历换向过程。 换向问题很复杂，换向不良会在电刷与换向片之间产生火花。当火花大到一定程度，可能损坏电刷和换向器表面，使电机不能正常工作。 产生火花的原因很多，除了电磁原因外，还有机械原因、化学原因。; 换向元件与换向过程中产生的电动势分为两类： 电抗电动势和电枢反应电动势。;2.电枢反应电动势 虽然换向元件位于几何中性线处，主磁场的磁密等于零，但是电枢磁场的磁密不等于零。因此换向元件必然切割电枢磁场，而在其中产生一种旋转电动势，称为电枢反应电动势。 说明： 电抗电动势和电枢反应电动势都在换向元件内产生阻碍换向的附加电流，在换向过程中，由于电流突变，使线圈内储存的磁场能以火花形式释放出来。;3 改善换向的方法 ; 为在负载变化时始终 有效地改善换向，换向 极绕组中应流过电枢电 流，即换向极绕组与电 枢绕组串联。 ;(2)调整电刷的位置 在小容量无换向极的直流电机中，将电刷从电枢几何中性线移开一个适当角度，用主磁场来代替换向极磁场，也可改善换向。移动电刷的方向规定为：当电机运行于电动机状态时，电刷应逆着电枢旋转方向移动；而运行于发电机状态时，电刷则应顺着电枢旋转方向移动。若方向不正确将使电机换向更加恶化。;(4)装设防止环火的补偿绕组 所谓环火，是指电机正、负电刷之间出现电弧，电弧被拉长，直接从一种极性的电刷跨过换向器表面到达相邻的另一极性的电刷，使整个换向器表面布满环型电弧。 出现环火，可在很短时间内损坏电机。为避免环火现象，采用补偿绕组是有效方法之一。补偿绕组嵌置在主磁极极靴上专门冲制的槽内。其中流过的是电枢电流，所以补偿绕组应与电枢绕组串联，其电流方向与对应极下电枢绕组的电流方向相反，显然它产生的磁动势与电枢反应磁动势方向相反，从而补偿了电枢反应的影响。;一根导体的平均感应电动势: ;电磁转矩:电枢绕组中有电枢电流流过时,在磁场内受电磁力的作用,该力与电枢铁心半径之积称为电磁转矩。;六、直流电机电磁转矩的计算;--转矩常数;如图，把直流电机主磁路简化，两条虚线为主磁路的一个磁管，宽度为Δ。该磁管所包围的电流总导体为2IfNf=2Ff;根据磁路欧姆定律可得该磁管里的磁通为： 分别为气隙、电枢齿、电枢磁轭、主磁极以及定子磁轭的磁阻。 磁路的磁阻与材料、长度以及磁导率有关，由于电机工作在不饱和的情况下，除了气隙以外，其它都是铁磁材料（磁导率比气隙大得多），因此在分析时仅考虑气息的磁阻，由此可得： ;而气隙段磁阻为： 所以可得磁通为： 由磁通密度公式可得：