直流電機(jī)的磁場(1)(編輯修改稿)
2025-05-27 02:53 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 曲線 Bax是通過 o點(diǎn)的直線，但在相鄰兩主極之間的空間內(nèi)，由于氣隙很大而磁阻急刷增大，故 Bax急速減小，磁通密度曲線變成了馬鞍形。 2022年 5月 28日 第 23頁 二、電刷不在幾何中性線上時的電樞磁動勢 ? 實際電機(jī)中，由于裝配誤差或其他原因，電刷有時不能恰好在幾何中性線上。 ? 設(shè)電刷離開幾何中性線的角度為 β，相當(dāng)于在電樞表面移過弧長為 bβ的距離，見圖。 ? 由于電刷仍為電流分布的分界點(diǎn)，我們把電樞磁動勢分為兩部分來研究：一部分為 2β角以外的（ τ— 2bβ）范圍內(nèi)的導(dǎo)體電流產(chǎn)生的與上述情況相似的交軸電樞磁動勢，見圖 b，其最大值為 )2( ?? bAF aq ??2022年 5月 28日 第 24頁 ? 另一部分由 2bβ范圍內(nèi)的導(dǎo)體電流產(chǎn)生的磁動勢，此磁動勢的磁場軸線在主極軸線上，見圖 c，稱為 直軸電樞磁動勢 ，其最大值為 ?AbF ad ?2022年 5月 28日 第 25頁 ? 在圖中畫出了當(dāng)電刷不在幾何中性線上時的電樞磁動勢分布曲線。此時電樞磁動勢 仍為三角形波，只是波幅隨電刷從電樞表面的幾何中性線移動了一個 bβ的距離，如圖中曲線 1所示。它的兩個分量，交軸分量 和直軸分量 的分布曲線分別如圖中曲線 2和 3所示。曲線 1為曲線 2和 3之和。 axFaqxFadxF2022年 5月 28日 第 26頁 ? 當(dāng)電刷從幾何中性線移過 β角時，除交軸電樞磁動勢外，還會產(chǎn)生直軸電樞磁動勢。 ? 無論電樞是靜止或是旋轉(zhuǎn)，都是正確的。電樞旋轉(zhuǎn)時，組成各支路的元件雖然在不斷旋轉(zhuǎn)，但由于換向器的換向作用，每一支路中元件的電流方向總保持不變，從而使電樞磁動勢總在空間固定不動。 2022年 5月 28日 第 27頁 167。 ? 一、交軸電樞反應(yīng) ? 二、直軸電樞反應(yīng) 2022年 5月 28日 第 28頁 ? 電樞反應(yīng)理論是電機(jī)學(xué)的經(jīng)典內(nèi)容之一，也是運(yùn)用疊加原理解決復(fù)雜工程問題的典型范例。 ? 前面，已把電樞磁場從負(fù)載磁場中分出來單獨(dú)進(jìn)行了考察，認(rèn)識了電樞磁場的性質(zhì)和特點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，還進(jìn)一步考察了電樞磁場的交軸分量和直軸分量。 ? 接下來要做的就是再分別考慮交軸分量和直軸分量對勵磁磁場的作用與影響，前者稱之為交軸電樞反應(yīng)，后者稱之為直軸電樞反應(yīng)。 2022年 5月 28日 第 29頁 一、交軸電樞反應(yīng) ? 當(dāng)電刷放在幾何中性線上時，若忽略鐵心的磁阻，可知電樞磁場 Bax沿電樞表面的分為 ? 式中， δ (x)為氣隙長度。 0()()()axaxFxBxx? ??2022年 5月 28日 第 30頁 ? 由于極靴下的氣隙較小、且基本為均勻，所以極靴下的電樞磁場隨電樞磁動勢的增大而正比增大，由于極間氣隙較大，所以極間部分的電樞磁場大為削弱；整個交軸電樞磁場的分布曲線呈馬鞍形，如圖 b所示。不計飽和時，把主極磁場和電樞磁場疊加，即可得到負(fù)載時的氣隙合成磁場。 2022年 5月 28日 第 31頁 ? 當(dāng)電刷放在幾何中性線上時，電樞磁勢全部為交軸分量，直軸分量為零。因此這時只有交軸電樞反應(yīng)。此時電機(jī)中的磁場應(yīng)由主極磁勢和交軸電樞磁勢共同建立，如圖 a所示。由圖可見磁場發(fā)生了畸變，電樞圓周上連接電刷的幾何中性線處出現(xiàn)了磁通，而實際的磁密為零之點(diǎn)偏移了一個 α角。我們將 電樞圓周上通過圓心和磁密為零之點(diǎn)的直線稱為物理中性線 。 2022年 5月 28日 第 32頁 ? 當(dāng)磁路不飽和時，磁路的磁阻為常值，此時可把主極磁勢建立的磁場與交軸電樞磁勢建立的磁場相疊加，如圖b所示。圖中曲線 B0x。表示空載時由主極磁勢所建立的磁場沿電樞表面的分布圖形。曲線 Bax表示由交軸電樞磁勢單獨(dú)建立的電樞磁場沿電樞表面的分布圖形。根據(jù)疊加原理，把曲線 B0x與曲線Bax疊加，便得負(fù)載后氣隙合成磁場沿電樞表面的分布曲線 Bδx。由圖看出交軸電樞反應(yīng)對氣隙磁場的影響如下： 2022年 5月 28日 第 33頁 ? 由圖看出交軸電樞反應(yīng)對氣隙磁場的影響如下： ? （ 1） 使氣隙磁場發(fā)生畸變 。每個主極下的磁場，一半被削弱，另一半被加強(qiáng)。以發(fā)電機(jī)為例，前極尖 (電樞轉(zhuǎn)動時進(jìn)入的極尖 )被削弱，后極尖 (電樞離開的極尖 )被加強(qiáng)。對電動機(jī)來說，前極尖被加強(qiáng)，后極尖被削弱，和發(fā)電機(jī)的情況恰相反。 ? （ 2
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