[工學(xué)]第二章直流電機三相異步電動機的運行原理及單相異步電動機(編輯修改稿)
2025-02-15 09:00 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 方向總是相反。因此電刷是電樞表面各元件邊中電流分布的分界線。 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(chǎn)生的氣隙磁通密度為對稱的馬鞍型，如圖中 所示。 axBaxBaxFxB0xB?axB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 當(dāng)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(jié)果。電樞磁場對氣隙磁場的影響稱為 電樞反應(yīng) 。電樞反應(yīng)與電刷的位置有關(guān)。 當(dāng)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。 由圖可知，電刷在幾何中性線時的電樞反應(yīng)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(yīng)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(shù)量等于加強的數(shù)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(yīng)為 交軸去磁性質(zhì) 。 第六節(jié) 直流電機的電樞電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩 產(chǎn)生 :電樞旋轉(zhuǎn)時 ,主磁場在電樞繞組中感應(yīng)的電動勢簡稱為電樞電動勢。直流電機無論作為電動機運行還是作發(fā)電機運行，電樞內(nèi)部都感應(yīng)產(chǎn)生電動勢 一、感應(yīng)電動勢的計算 如書 P37所示：當(dāng)元件軸線從某一主極軸線位置轉(zhuǎn)到相鄰主極軸線位置時，電樞所轉(zhuǎn)過的電角度為 π ，而與元件交鏈的磁通由 Ф變到－ Ф。當(dāng)以電角度為單位的電樞角速度為 ω，這個過程經(jīng)歷的時間為 pnnpt 26060/2 ???? ????根據(jù)電磁感應(yīng)定律 dtdNdtdey // ?? ????一個匝數(shù)為 的元件中感應(yīng)電動勢的平均值為： yN??????????????????604260260226011 2 6000pnNNpndNpne d tpne d ttE yyypnta每條支路串聯(lián)的元件數(shù)是 ，支路電動勢的平均值為 )2/( aS?? aSpnNE ya 2604繞組的全部有效導(dǎo)體數(shù)是 ，所以 ySNZ 2?nCnapZaSpnNE eya ?????? 602604對已制成的電機， 是一個常數(shù)。 eC如果不計飽和影響，磁通 與勵磁電流 的關(guān)系可表示為 ?fIff IK??這樣，感應(yīng)電動勢的計算公式可表示為 ????? fafffeea IGnIKCnCE式中 為機械角速度 fTfeaf KCKCG ?? ?260?設(shè)氣隙中某處的徑向磁密為 ，元件匝數(shù)為 ，元件邊的有效長度為 ，元件中的電流為 。 xB? yNlai元件邊所受的切線方向的電磁力為 axyx liBNf ??性質(zhì) : 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 ). 二、直流電機的電磁轉(zhuǎn)矩 當(dāng)電樞直徑為 ，則電磁力 產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩為 aD xf22axyaaemDliBNDfT???若元件數(shù)為 ，則電樞表面 段上共有元件邊數(shù)為 ， S dxdxDSa?2dx 段電流所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩為： dxlBiDDSNdxDSTdT xaaayaemem ??? 22)2( ??繞組的全部有效導(dǎo)體數(shù)為 ，電樞總電流為 。 ySNZ 2? aa aiI 2?則 ldxBIaZdT xaem ??4?一個極距內(nèi)導(dǎo)線電流所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩為 aTaxaxaem ICIaZpl dxBIaZl dxBIaZT ?????? ? ????? ??? 42440 0如不計飽和的影響，電磁轉(zhuǎn)矩的計算公式也可以表示為： afafaem IIGIapZT ????2式中 ffTaf KapZKCG?2??此式表明電磁轉(zhuǎn)矩 的大小與每極磁通 和電樞電流 的乘積成正比。 emT? aI從以上各式可得出： ?????? emafafafafaa TIIGIIGIE從電磁角度看，電動機（或發(fā)電機）通過電磁感應(yīng)作用，從電源吸?。ɑ虬l(fā)出）電磁功率 ，從機械的角度來看，在電動機中， 為電動機克服電磁制動轉(zhuǎn)矩所需輸入電機的機械功率。所以無論是電動機還是發(fā)電機，其能量轉(zhuǎn)換過程中，電功率轉(zhuǎn)換為機械功率或機械功率轉(zhuǎn)換為電功率的這部分功率為 或 ，故稱這部分電功率為電磁功率。 aaIE?emTaaIE?emT性質(zhì) : 發(fā)電機 —— 制動 (與轉(zhuǎn)速方向相反 )； 電動機 —— 驅(qū)動 (與轉(zhuǎn)速方向相同 )。 一 、 直流電機的基本方程 第七節(jié) 直流電機的運行原理 （一）電動勢平衡方程式（電動機） 不計直流電機磁路的飽和效應(yīng)，將定轉(zhuǎn)子的一些參數(shù)視為常數(shù) 根據(jù)基爾霍夫定律，可列出并勵電動機電樞回路的電動勢平衡方程式： （ 2－ 31） dtdiLiRiGu aaaafafa ????dtdiLiRu fffff ??uuu
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