【文章內容簡介】 刷位置應使感應電動勢最大，電刷間電動勢等于并聯(lián)支路電動勢。 3）電樞電流等于各支路電流之和。 第 1章 直流電機 廣東交通職業(yè)技術學院 １ .２ .３ 單波繞組 單波繞組的特點是合成節(jié)距與換向節(jié)距相等，展開圖如下圖所示。 兩個串聯(lián)元件放在同極磁極下，空間位置相距約兩個極距；沿圓周向一個方向繞一周后，其末尾所邊的換向片落在與起始的換向片相鄰的位置。 第 1章 直流電機 廣東交通職業(yè)技術學院 單波繞組的并聯(lián)支路圖 : 單波繞組的特點 1）同極下各元件串聯(lián)起來組成一條支路，支路對數為 1，與磁極對數無關； 2）當元件的幾何形狀對稱時，電刷在換向器表面上的位置對準主磁極中心線，支路電動勢最大 ； 3）電刷數等于磁極數； 4）電樞電動勢等于支路感應電動勢； 5）電樞電流等于兩條支路電流之和。 第 1章 直流電機 廣東交通職業(yè)技術學院 直流電機的電樞反應 直流電機工作中，主磁極產生主磁極磁動勢，電樞電流產生電樞磁動勢。電樞磁動勢對主極磁動勢的影響稱為 電樞反應 。 右圖為一臺四極直流電機空載時的磁場示意圖 。 當勵磁繞組的串聯(lián)匝數為 ，流過電流 ，每極的勵磁磁動勢為： fN fIfff NIF ?第 1章 直流電機 廣東交通職業(yè)技術學院 直流電機中， 主磁通 是主要的，它能在電樞繞組中感應電動勢或產生電磁轉矩，而 漏磁通 沒有這個作用，它只是增加主磁極磁路的飽和程度。在數量上， 漏磁通 比 主磁通 小得多，大約是主磁通的 20%。 磁力線由 N極出來，經氣隙、電樞齒部、電樞鐵心的鐵軛、電樞齒部、氣隙進入 S極，再經定子鐵軛回到 N極 主磁通 主磁路 磁力線不進入電樞鐵心，直接經過氣隙、相鄰磁極或定子鐵軛形成閉合回路 漏磁通 漏磁路 第 1章 直流電機 廣東交通職業(yè)技術學院 空載時，勵磁磁動勢主要消耗在氣隙上。當忽略鐵磁材料的磁阻時，主磁極下氣隙磁通密度的分布就取決于氣隙的大小和形狀。 幾何中性線 極靴 極身 ?（ a） 氣隙形狀 磁極中心及附近的氣隙小且均勻，磁通密度較大且基本為常數，靠近極尖處，氣隙逐漸變大，磁通密度減小；極尖以外，氣隙明顯增大，磁通密度顯著減少，在磁極之間的幾何中性線處，氣隙磁通密度為零。 第 1章 直流電機 廣東交通職業(yè)技術學院 空載時的氣隙磁通密度為一平頂波，如下圖 (b) 所示。 空載時主磁極磁通的分布情況，如右圖 (c) 所示。 第 1章 直流電機 廣東交通職業(yè)技術學院 為了感應電動勢或產生電磁轉矩，直流電機氣隙中需要有一定量的每極磁通 ，空載時，氣隙磁通 與空載磁動勢 或空載勵磁電流 的關系，稱為直流電機的空載磁化特性。如右圖所示。 0?0? 0fF0fI 為了經濟、合理地利用材料，一般直流電機額定運行時，額定磁通 設定在圖中 A點 ，即在磁化特性曲線開始進入飽和區(qū)的位置。 N?fNI 0fF0fIINfIA0N?0?第 1章 直流電機 廣東交通職業(yè)技術學院 直流電機負載時的負載磁場 直流電機帶上負載后，電樞繞組中有電流，電樞電流產生的磁動勢稱為 電樞磁動勢 。電樞磁動勢的出現使電機的磁場發(fā)生變化。 右圖為一臺電刷放在幾何中性線的兩極直流電機的電樞磁場分布情況。 假設勵磁電流為零，只有電樞電流。由圖可見電樞磁動勢產生的氣隙磁場在空間的分布情況，電樞磁動勢為 交軸磁動勢 。 第 1章 直流電機 廣東交通職業(yè)技術學院 如果認為直流電機電樞上有無窮多整距元件分布，則 電樞磁動勢 在氣隙圓周方向空間分布呈 三角波 ，如圖中 所示。 axF 由于主磁極下氣隙長度基本不變，而兩個主磁極之間，氣隙長度增加得很快，致使電樞磁動勢產生的氣隙磁通密度為對稱的 馬鞍型 ，如圖中 所示。 axB axBaxF第 1章 直流電機 廣東交通職業(yè)技術學院 直流電機的電樞反應 當勵磁繞組中有勵磁電流，電機帶上負載后，氣隙中的磁場是勵磁磁動勢與電樞磁動勢共同作用的結果。電樞磁場對氣隙磁場的影響稱為 電樞反應 。電樞反應與電刷的位置有關。 當電刷在幾何中性線上時 ，將主磁場分布和電樞磁場分布疊加，可得到負載后電機的磁場分布情況，如圖（ a）所示。 第 1章 直流電機 廣東交通職業(yè)技術學院 xB0axBxB?主磁場的磁通密度分布曲線 電樞磁場磁通密度分布曲線 兩條曲線逐點疊加后得到負載時氣隙磁場的磁通密度分布曲線 第 1章 直流電機 廣東交通職業(yè)技術學院 由圖可知，電刷在幾何中性線時的電樞反應的特點： 2)、對主磁場起去磁作用 1)、使氣隙磁場發(fā)生畸變 ? 空載時電機的物理中性線與幾何中性線重合。負載后由于電樞反應的影響，每一個磁極下，一半磁場被增強，一半被削弱，物理中性線偏離幾何中性線 角，磁通密度的曲線與空載時不同。 磁路不飽和時，主磁場被削弱的數量等于加強的數量，因此每極量的磁通量與空載時相同。電機正常運行于磁化曲線的膝部，主磁極增磁部分因磁密增加使飽和程度提高，鐵心磁阻增大，增加的磁通少些，因此負載時每極磁通略為減少。即電刷在幾何中性線時的電樞反應為 交軸去磁性質 。 第 1章 直流電機 廣東交通職業(yè)技術學院 當電刷不在幾何中性線上時 電刷從幾何中性線偏移 角，電樞磁動勢軸線也隨之移動 角，如圖 (a)(b)所示。 ??adFaqF 電樞磁動勢可以分解為兩個垂直分量：交軸電樞磁動勢 和直軸電樞磁動勢 。 電刷順轉向偏移 電刷逆轉向偏移 發(fā)電機 交軸和直軸去磁 交軸和直軸助磁 電動機 交軸和直軸助磁 交軸和直軸去磁 第 1章 直流電機 廣東交通職業(yè)技術學院 直流電機的電樞電動勢 直流電機的電樞電動勢和電磁轉矩 產生 :電樞旋轉時 ,主磁場在電樞繞組中感應的電動勢簡稱為電樞電動勢。 大小 : 60aepNE Φ nC Φ na??性質 : 發(fā)電機 —— 電源電勢 (與電樞電流同方向 )。 電動機 —— 反電勢 (與電樞電流反方向 ). ) ( 電動勢常數 為電機的結構常數 其中 apNCe 60?可見 ,直流電機的感應電動勢與電機結構、氣隙磁通及轉速有關。 第 1章 直流電機 廣東交通職業(yè)技術學院 直流電機的電磁轉矩 產生 :電樞繞組中有電樞電流流過時 ,在磁場內受電磁力的作用 ,該力與電樞鐵心半徑之積稱為電磁轉矩。 大小 : 2e m a T apNT Φ IC Φ Iπ a??性質 : 發(fā)電機 —— 制