直流电机的磁场电动势及转矩VIP免费

电信与商务学院刘洪娥1.4直流电机的磁场、电动势及转矩第第11章直流电机的基本原理章直流电机的基本原理电机与拖动电机与拖动3本节主要内容本节主要内容直流电机的磁场电枢绕组的感应电动势电枢绕组的转矩一.直流电机的空载磁场空载运行：就是直流电机不带负载(即不输出功率)时的运行状态。空载运行时，直流电动机的电枢电流很小，直流发电机的电枢电流为零，即电枢绕组不产生磁场。1、空载磁场：是指主磁极单独产生的磁场,也称为主磁。2、空载磁化曲线：空载时，每极磁通Φ0与空载励磁电流I0的关系。1.4.1直流电机的磁场1.直流电机的空载磁场空载运行：就是直流电机不带负载(即不输出功率)时的运行状态。空载磁场：是指主磁极单独产生的磁场,也称为主磁场。直流电机铁心空载磁化曲线1.4.1直流电机的磁场直流电机空载磁场分布图3、空载磁场气隙磁密分布曲线：平顶波。4、几何中线：相邻两磁极中间的中分线。5、物理中性线（面）：磁场为零的位置（线或面）。空载气隙磁密分布曲线励磁磁场（空载磁场）几何中线NS物理中线1.4.1直流电机的磁场一个元件产生的磁势，在气隙中的分布波形二、直流电机负载磁场及电枢反应1、直流电机的负载磁场（电枢磁场）一个元件产生的磁场在空间的分布为矩形波或方波。矩波或方波内含有大量的谐波磁场，严重的影响其它设备的工作；采用绕组分布形式可以降低或消除影响。直流电机的电枢磁动势在空间的分布是一个三角波。直流电机电枢磁势的分布1.4.1直流电机的磁场2、直流电机的电枢反应电枢反应：电枢磁势对气隙磁密分布的影响。直流电机为双边励磁的电机。3、电枢反应的分析直流电机电枢反应的磁密分布NS物理中性线合成磁场（负载时的磁场）1.4.1直流电机的磁场4、电枢反应的结果①使气隙磁场发生畸变。②气隙磁场的畸变使物理中性线偏离几何中性线。③磁路饱和时，有去磁作用。1.4.1直流电机的磁场NS直流电机的空载磁场，与电枢反应合成磁场对比。几何中线NS励磁磁场（空载磁场）物理中性线电枢磁场合成磁场（负载时的磁场）物理中性线1.4.1直流电机的磁场e→∑e→E1.4.2直流电机电枢绕组的感应电动势电枢旋转n磁场ΦBlR1.一根导体产生的平均电动势(1)气隙磁密的平均值(2)电枢导体切割气隙磁密的线速度V(3)一根导体感应电动势的平均值2.电枢绕组总的导体数则一条并联支路的串联导体数为Bap=ΦlV=n2R60=n2p60eap=BaplV=lΦln2p60N=2SNyN2aEa=CeΦn单位：Wb单位：r/min(V)4.电动势常数Ce5.方向：由Φ和n共同决定。Ce=pN60a1.4.2直流电机电枢绕组的感应电动势3.直流电机感应电动势(一条并联支路的电动势)Ea=eapN2a=Φn=CeΦnpN60a6.性质发电机为电源电动势；电动机为反电动势。7.感应电动势的物理意义表征机械大小的转速n在磁场能力大小为Φ的转化下，通过电机结构大小为Ce的载体，转换成电的大小为电动势Ea。1.4.2直流电机电枢绕组的感应电动势1.4.3直流电机的电磁转矩BlR电枢电流i磁场ΦF→T1.一根导体所受平均电磁力的大小为fap=Baplia而ia=Ia2a则fap=BaplIa2a2.一根导体产生的平均电磁转矩Tap=fapD2=BaplIa2aD21.4.3直流电机的电磁转矩3.电枢绕组的电磁转矩T=NTap=NBaplIa2aD2=NΦllIa2a122p=ΦIa=CTΦIapN2aT=CTΦIa单位：Wb单位：A(N·m)4.转矩常数CTCT=pN2a5.方向：由Φ和Ia共同决定。6.性质发电机：T与n方向相反，为制动转矩。电动机：T与n方向相同，为拖动转矩。决定电磁转矩大小的因素是负载。Ia＞IN（电机的额定电流）时为过载；规定短时过载的最大电枢电流Iamax=(1.5～2)IN。7.转矩的物理意义表征大小的电流Ia，在磁场大小为Φ的转化下，通过电机结构大小为CT的载体，转换成机械大小的为电磁转矩T。8.CT与Ce的关系CT=pN2aCe=pN60aCTCe=602=9.55则CT=9.55Ce1.4.3直流电机的电磁转矩课堂总结与作业总结：本节课主要学习了直流电机的磁场、直流电机的电动势和直流电机的电磁转矩三个方面的内容，其中，电动势和电磁转矩的公式是必须牢记的，明白其中各量的意义，并了解推导过程作业：1-7