【正文】 ax為三角波， 電樞磁通密度 Bax為馬鞍型。電樞磁動勢對主磁極的影響稱為 電樞反應(yīng) 。 ?當電刷在幾何中性線上時，電樞磁場和主極磁場相互垂直，此時的電樞反應(yīng)叫 交軸電樞反應(yīng) 。 電樞反應(yīng) xB0xB?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 ? 電樞反應(yīng) 將空載時主極磁通密度與負載時電樞磁通密度逐點相加，便得到負載時氣隙中的磁場分布曲線。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，磁通密度的曲線與空載時不同。電機正常運行于磁化曲線的膝部，主磁極增磁部分因磁飽和的影響，比不飽和增加的磁通要少些，從而使合成磁通量比空載時略為減小，起到了去磁作用。 電樞反應(yīng) ?當電刷不在幾何中性線上時 電刷從幾何中性線偏移 β 角，電樞磁動勢軸線也隨之移動β 角，如圖 (a)(b)所示。如圖(a)(b)所示。 是指直流電機正、負電刷之間的感應(yīng)電動勢，也就是電樞繞組 每條支路的感應(yīng)電動勢，即一條支路中各元件感應(yīng)電動勢之和。 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 )。 電機的總電磁轉(zhuǎn)矩為： 為電機的轉(zhuǎn)矩常數(shù)，有 其中 apNCT ?2? eTCC ?可見，制造好的直流電機其電磁轉(zhuǎn)矩、每極磁通及電樞電流 成正比；方向由主磁場方向和電樞電流方向決定。 電磁轉(zhuǎn)矩 大小 : a T a I C I a pN T F ? F ? ? 2 電磁轉(zhuǎn)矩 電樞電動勢的方向由 電機的轉(zhuǎn)向和主磁場方向 決定，其中只要有一個方向改變，電動勢方向也就隨之改變了。 電磁轉(zhuǎn)矩 例： 12 ： 一臺直流發(fā)電機 2p=4,2a=2,31槽，每槽元件數(shù)為 12， E=115V，額定轉(zhuǎn)速 nN=1450r/min。 （ 2）此發(fā)電機作為電動機使用，當電樞電流為 800A時，能產(chǎn)生多大電磁轉(zhuǎn)矩。 換向 是指直流電機的電樞繞組元件從一條支路經(jīng)過電刷進入另一條支路，該元件電流從一個方向變換為另一個方向。如圖所示。 aii ??元件 1 av1 2 i iai2ai ai2i1iaii ?? aii ??ai2ai ai2i1iai? aii?ai2 直流電機中的換向 換向過程的基本概念 換向過程的基本概念 圖 123 直流電機電樞繞組元件的換向過程 a)換向開始瞬間 b)正在換向瞬間 c)換向結(jié)束瞬間 元件從開始換向到換向終了所經(jīng)歷的時間，稱為 換向周期 。直流電機在運行中，電樞繞組每個元件在經(jīng)過電刷時都要經(jīng)歷換向過程。當火花大到一定程度，可能損壞電刷和換向器表面，使電機不能正常工作。 kT 換向過程的基本概念 換向元件與換向過程中產(chǎn)生的電動勢分為兩類： 電抗電動勢 和 電樞反應(yīng)電動勢 。因此，換向元件中電流變化時，必然出現(xiàn)由自感與互感作用所引起的感應(yīng)電動勢，即 (自感電動勢和互感電動勢 )這個電動勢稱為 電抗電動勢 。 換向元件中的電動勢 換向元件中的電動勢 雖然換向元件位于幾何中性線處，主磁場的磁密等于零，但是電樞磁場的磁密不等于零。 說明： 電抗電動勢和電樞反應(yīng)電動勢都在換向元件內(nèi)產(chǎn)生阻礙換向的附加電流，在換向過程中，由于電流突變，使線圈內(nèi)儲存的磁場能以火花形式釋放出來。 改善換向常用的方法有以下 4種： (1)安裝換向極 這是目前改善換向最有效的方法。 換向極 安裝 在主磁極之間，換向極極性確定的 原則 是換向極繞組產(chǎn)生的磁動勢的方向是電樞反應(yīng)磁動勢的相反方向，大小比電樞反應(yīng)磁動勢略大。 改善換向的方法 (2)調(diào)整電刷的位置 在小容量無換向極的直流電機中，將電刷從電樞幾何中性線移開一個適當角度，用主磁場來代替換向極磁場，也可改善換向。若方向不正確將使電機換向更加惡化。 電刷與換向器之間的接觸電阻是換向回路中最重要的電阻，不同牌號的電刷具有不同的接觸電阻，選擇合適的電刷能改善換向。 出現(xiàn)環(huán)火，可在很短時間內(nèi)損壞電機。 補償繞組嵌置在主磁極極靴上專門沖制的槽內(nèi) 。 直流電動機的分類 直流電動機按結(jié)構(gòu)形式分為開啟式、防護式、封閉式和防爆式幾種；按容量分為小型、中型和大型；按勵磁方式分為他勵和自勵兩大類，自勵方式又分并勵、串勵和復(fù)勵三種方式。 他勵式直流電動機 他勵： 直流電機的勵磁電流由其它直流電源單獨供給。 他勵直流電機的電樞電流和負載電流相同，即： aII ?并勵： 電機的勵磁繞組與 電樞繞組并聯(lián)，由同一電 源供電。滿足 IIIfa ?? 串勵式直流電動機 復(fù)勵 ： 并勵和串勵兩種勵磁方式的結(jié)合。 (先并后串 /先串后并 ) 積復(fù)勵式直流電動機 第一章 習(xí) 題 ？ ? ？如何改變直流電動機電磁轉(zhuǎn)矩方向？ ？電樞反應(yīng)的性質(zhì)如何？ ？它對直流電機氣隙磁場有什么影響？ ：額定功率 PN=10kW，額定電壓UN=230V，額定轉(zhuǎn)速 nN=2850r/min，額定效率 η N=。 ：額定功率 PN=17kW，額定電壓UN=220V，額定轉(zhuǎn)速 nN=2850r/min，額定效率 η N=。 第一章 習(xí) 題 p=2，虛槽數(shù) Qμ =22，元件數(shù)及換向片數(shù)均為 22，連成單疊繞組。 p=2，虛槽數(shù)、元件數(shù)及換向片數(shù)均為19，連成單波繞組。 p=3，單疊繞組，電樞繞組總導(dǎo)體數(shù)N=398，氣隙每極磁通 F?*102Wb，當轉(zhuǎn)速分別為 n=1500r/min及 n=500r/min時，求電樞繞組的感應(yīng)電動勢。若改為單波繞組，其他條件不變，則當空載電動勢為 210V時，發(fā)電機轉(zhuǎn)速應(yīng)多少？若保持每條支路的電流 ia=50A不變，求電樞繞組為單疊和單波時，發(fā)電機的電磁轉(zhuǎn)矩 T各為多少？ 第一章 習(xí) 題 ？它裝在什么位置？極性應(yīng)該怎樣？流過換向極繞組的電流是什么電流？ ，是否需要改接換向極繞組？為什么？ ？裝在什么位置？流過補償繞組電流是什么電流？電流方向如何？ ，只裝了換向極，是否會造成一個電刷換向好，另一個電刷換向差？ ？各有什么特點？ 第一章 習(xí) 題 答 案 ： 換向器是直流電機的關(guān)鍵部件，它與電刷配合。 :對直流發(fā)電機而言 ,是指發(fā)電機帶額定負載時 ,電刷端輸出的功率 。電磁轉(zhuǎn)矩的方向由電樞電流和主極磁場的方向決定，同樣，只要改變其中一個方向，電磁轉(zhuǎn)矩方向?qū)㈦S之改變。 ： 當電刷在幾何中性線上時，電樞磁場和主極磁場相互垂直，此時的電樞反應(yīng)叫交軸電樞反應(yīng)。 ε =22/42/4=5 換向器節(jié)距和合成節(jié)距： YK=Y=1 第二節(jié)距： Y2=Y1Y=51=4 并聯(lián)支路 a=p=2 （圖略） : 第一節(jié)距： Y1= Qμ /2p 177。 單疊， T=p*N*F*Ia/2π a=2*152**102*50/2**2= 單波， T=p*N*F*Ia/2π a=2*152**102*50/2*= ： 消除電刷下的火花，改善換向。換向極極性確定的原則是換向極繞組產(chǎn)生的磁動勢方向與電樞反應(yīng)磁動勢方向相反。 ： 不需要。 ： 避免出現(xiàn)環(huán)火現(xiàn)象，損壞電機。流過的是電樞電流。 第一章 習(xí) 題 答 案 勵磁方式 特 點 他勵 具有較硬的機械特性。 積復(fù)勵 具有較大的起動轉(zhuǎn)矩，機械特性較軟。 串勵 具有很大的起動轉(zhuǎn)矩，機械特性很軟，空載