【正文】 （ 36） 另外，根據(jù)比 薩電磁力定律，計算直流電機電樞繞組元件邊在磁場中的受力，也可推導出與式（ 36）同樣的電磁轉矩方程，這方面的內(nèi)容可參閱教材有關的內(nèi)容。 一、電樞繞組感應電動勢 電樞繞組感應電動勢是指直流電機電樞上正、負電刷間產(chǎn)生的感應電動勢，如圖 313所示，電刷間感應電動勢波形如同一個交流正弦電壓經(jīng)過整流以后的波形，這說明直流電機電樞上產(chǎn)生的是交流電，經(jīng)過電刷換向后才輸出直流電。按勵磁繞組的供電方式不同，可把直流電機分成下列四種： 第三章 直流電機原理 M U Ia If Uf Ia M U I If M U Ia Ia If M U I Ia If1 If2 圖 3 1 2 直 流 電 機 的 勵 磁 方 式a ) 他 勵 式 b ) 并 勵 式 b ) 串 勵 式 b ) 復 勵 式a ) b ) c ) d )++++UUU U+U f26 第三節(jié) 電樞繞組感應電動勢和電磁轉矩 在直流電機運行時，電樞繞組在磁場中切割磁力線，產(chǎn)生感應電動勢，同時電樞繞組中有電流便會受電磁力的作用。 第三章 直流電機原理 電刷 N S 勵磁線圈 電動機 旋轉方向 發(fā)電機 旋轉方向 電樞線圈 合成磁場 電動機 旋轉方向 n N S 圖 3 1 1 合 成 磁 場 磁 通 分 布 和 磁 密 分 布 曲 線 展 開 圖25 三、直流電機的勵磁方式 在直流電機中，由定子勵磁線圈通電所產(chǎn)生的主磁場稱為勵磁磁場。 兩磁極中間的氣隙磁阻大，使磁通最大點出現(xiàn)在主磁極兩端，而在極間處磁通減少呈馬鞍形。電刷是電樞表面電流分布的分界線，如圖 310a所示，根據(jù)右手螺旋定則，其磁通分布和磁密分布曲線展開如圖 310b所示。 首先分析電樞磁場的單獨分布。這時電機的氣隙中形成由主極磁場和電樞磁場共同作用的合成磁場。 一般電機空載時 ， 電機的磁場處于磁化曲線淺飽和區(qū)的 a點 。 若勵磁繞組匝數(shù)一定 ， 磁動勢 Ff 便與勵磁電流 If 成正比 ， 使 ?0 = f（ Ff ） = f（ If ） ， 稱為磁化曲線 。 第三章 直流電機原理 幾何中線 主磁通 漏磁通 If S N 電刷 N S 勵磁線圈 電動機 旋轉方向 發(fā)電機 旋轉方向 電樞線圈 主磁通 圖 3 8 空 載 時 的 磁 場 分 布a ) 空 載 時 的 磁 場 分 布 b ) 主 磁 場 磁 密 分 布 曲 線a ) b )21 主磁通 ?0 的大小決定于勵磁磁動勢 Ff 、 磁路各段幾何尺寸和選用的材料性質 。 y1 y y2 1 2 1 2 3 yk y1 y y2 yk 2 ? 圖 3 7 繞 組 的 連 接 形 式 a ) 單 疊 繞 組 b ) 單 波 繞 組a ) b )20 二、直流電機的磁場 1. 空載磁場 直流電機空載是指電樞繞組電流為零或很小，電機幾乎無功率輸出。 19 第三章 直流電機原理 按照元件首尾端與換向片聯(lián)接規(guī)律的不同 ， 電樞繞組可分為疊繞組 和 波繞組 ， 疊繞組又有 單疊 和 復疊 之分 ， 波繞組也有 單波和 復波 之分 。 第三章 直流電機原理 圖 3 5 單 匝 和 多 匝 線 圈a ) 單 匝 線 圈 b ) 多 匝 線 圈a ) b )18 第三章 直流電機原理 1 2 3 下層邊 上層邊 槽 楔 元件邊 下 層 邊圖 3 6 元 件 邊 在 槽 內(nèi) 的 放 置 情 況a ) 線 圈 元 件 嵌 放 次 序 b ) 線 圈 槽 的 斷 面 圖a ) b ) 電樞繞組每個元件的匝數(shù)可以是單匝，也可以是多匝，如圖 35所示。m) 17 第二節(jié) 直流電機的電樞繞組和磁場 一、直流電機的電樞繞組 直流電機的電樞繞組是產(chǎn)生感應電動勢和電磁轉矩，實現(xiàn)機電能轉換的核心部件。m]，則 P[W] 15 例 31 某直流電動機銘牌為： PN=10kW， UN=220V， nN=1500rpm， η N=% 求： 、額定轉矩 解： 1. P1=PN/η N=10/= (kW) 2. IN=P1/UN=(A) TN=PN/wN=10x103/(1500x2π/60) = (N nN：在額定電壓、額定電流、額定功率 條件下工作時，對應的轉速。 (1).電動機：軸上輸出的機械功率 (2).發(fā)電機：電樞輸出的電功率 電動機的輸入功率 P1=UNxIN 電動機的機械功率 PN=UNxINxη N 發(fā)電機的輸入功率 P1=機械功率 發(fā)電機的輸出功率 PN=UNxIN= P1xη N 14 直流電機的額定值 —— 銘牌數(shù)據(jù) UN：安全工作的外加電壓 [或輸出電壓 ]。 10 11 12 二、直流電機的額定值 額定值 —— 根據(jù)國家標準、電機的設計指標、試驗數(shù)據(jù)，電機制造廠給每臺電機規(guī)定的主要性能指標。電樞鐵心固定在轉軸或轉子支架上。為了使主磁通在氣隙中分布的更為合理一些，鐵心下部（稱為極靴）要比套繞組的部分（稱為級身）寬，同時也使繞組牢固的套在鐵心上 電樞鐵心是電機磁路的一部分，其外圓周開槽，用來嵌放電樞繞組。它的作用是產(chǎn)生電磁轉矩或感應電動勢，實現(xiàn)機電能量的轉換。它的主要作用是產(chǎn)生主磁場和作電機的機械支架。直流電動機主要由定子、轉子，電刷裝置、端蓋、軸承、通風冷卻系統(tǒng)等部件組成。 因此 ， 雖然線圈切割不同極性磁極所產(chǎn)生的感應電動勢是交變的 ， 但通過換向 器的作用，在電刷兩端卻輸出直流電壓。 由于電樞連續(xù)的旋轉 ， 電樞繞組的每個線圈邊交替地切割 N極和 S極下的磁力線 ，產(chǎn)生交變得感應電動勢 。 第三章 直流電機原理 5 第三章 直流電機原理 2. 直流發(fā)電機的工作原理 根據(jù)電機的可逆原理 ， 在圖 31所示的直流電機模型中 ， 勵磁線圈仍通入直流電流 ， 產(chǎn)生主極磁通 ?。 當直流電