《直流电机磁场》PPT课件

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1、电机及拖动基础直流电机磁场主讲人：孔祥新曲阜师范大学电气信息与自动化学院直流电机的磁场重点（1）励磁方式（2）气隙磁场的分布情况（3）影响气隙磁场的因素(电枢反应）（4）气隙磁场的分布波形一、励磁方式根据直流电机中励磁绕组和电枢绕组的联结方式区分的。一、直流电机的励磁方式他励并励串励复励一、直流电机的励磁方式1.他励：（1）要求电机控制的场合；（2）控制微电机；（3）永磁电机；显然：主要用作电动机。励磁绕组与电枢绕组之间无电的联系2.并励注意：可以转变为他励的形式。基本概念：自励。主要用作发电机。一、直流电机的励磁

2、方式励磁绕组与电枢绕组并联Ia3.串励注意：很少用于调速控制上。应用：电力机车、起重机等。优点：过载能力强。励磁绕组与电枢绕组串联起来一、直流电机的励磁方式4.复励大型电机一般都做成复励。一般一个为主、一个为辅。综合了并励和串励的形式。一、直流电机的励磁方式空载的含义:二、直流电机的空载磁场作为发电机，电源输出端不接任何电负载；作为电动机，机械输出端不接任何机械负载。用电枢电流表示：电枢电流等于零或小得可以忽略不计的情况。空载磁场：由主磁极的励磁磁势来建立。四极直流电机空载时的磁路二、直流电机的空载磁场在数量上，漏

3、磁通比主磁通小得多，大约是主磁通的20%。主磁通与漏磁通：二、直流电机的空载磁场主磁通：经过主磁极、气隙、电枢铁心及机座构成磁回路。它同时与励磁绕组及电枢绕组交链，能在电枢绕组中感应电动势和产生电磁转矩，称为主磁通。漏磁通：仅交链励磁绕组本身，不进入电枢铁心，不和电枢绕组相交链，不能在电枢绕组中感应电动势及产生电磁转矩，它只是增加主磁极磁路的饱和程度，称为漏磁通。主磁极的特点：1.磁极中心及附近的气隙小且均匀；2.靠近极尖处，气隙逐渐变大；3.极尖以外，气隙明显增大；4.几何中性线，两个磁极中间位置。二、直流电机的

4、空载磁场二、直流电机的空载磁场空载主磁场的分布：1.磁极中心及附近2.靠近极尖处3.极尖以外4.几何中性线=>大、常数=>减少二、直流电机的空载磁场空载主磁场的分布：1.磁极中心及附近2.靠近极尖处3.极尖以外4.几何中性线=>大、常数=>减少=>显著减少二、直流电机的空载磁场空载主磁场的分布：1.磁极中心及附近2.靠近极尖处3.极尖以外4.几何中性线=>大、常数=>减少=>显著减少=>为零二、直流电机的空载磁场空载主磁场的分布：1.磁极中心及附近2.靠近极尖处3.极尖以外4.几何中性线=>大、常数=>减少=>显著

5、减少=>为零二、直流电机的空载磁场有一个假设条件：忽略电枢齿槽的影响。空载磁场气隙磁密分布曲线二、直流电机的空载磁场直流电机磁密分布空载磁化曲线二、直流电机的空载磁场或A-膝点电枢磁场三、电枢反应定义：电枢磁场对气隙磁场的影响称为电枢反应。影响：1．使气隙磁场发生畸变；2．磁场等于零的点偏离几何中性线，到物理中性线；三、电枢反应2.关于饱和(1)不考虑饱和，一个磁极下，增强的与削弱的相同，总量不变；(2)考虑饱和时，一个磁极下，增强的少于削弱的，总量减少。三、电枢反应为了分析方便假定换向片的宽度等于电刷的宽度。换向

6、是指直流电机的电枢绕组元件从一条支路经过电刷进入另一条支路，该元件电流从一个方向变换为另一个方向。电枢移到电刷与换向片2接触时，元件1被短路，电流被分流。如图所示。电刷与换向片1接触时，元件1中的电流方向如图所示，大小为电刷仅与换向片2接触时，元件1中的电流方向如图所示，大小为。元件1121、换向过程的基本概念四、直流电机中的换向直流电机电枢绕组元件的换向过程a)换向开始瞬间b)正在换向瞬间c)换向结束瞬间四、直流电机中的换向元件从开始换向到换向终了所经历的时间，称为换向周期。换向周期通常只有千分之几秒。直流电机在

7、运行中，电枢绕组每个元件在经过电刷时都要经历换向过程。换向问题很复杂，换向不良会在电刷与换向片之间产生火花。当火花大到一定程度，可能损坏电刷和换向器表面，使电机不能正常工作。产生火花的原因很多，除了电磁原因外，还有机械原因、化学原因。四、直流电机中的换向换向元件与换向过程中产生的电动势分为两类：电抗电动势和电枢反应电动势。1.电抗电动势换向元件（线圈）在换向过程中电流改变，因此必有自感作用；同时进行换向的元件不止一个，换向元件与换向元件之间，又有互感作用。因此，换向元件中电流变化时，必然出现由自感与互感作用所引起的

8、感应电动势，即(自感电动势和互感电动势)这个电动势称为电抗电动势。根据楞次定律，自感电动势、互感电动势总是阻碍电流变化的，也就是阻碍换向的。2、换向元件中的电动势四、直流电机中的换向2.电枢反应电动势虽然换向元件位于几何中性线处，主磁场的磁密等于零，但是电枢磁场的磁密不等于零。因此换向元件必然切割电枢磁场，而在其中产生一种旋转电动势，称为电枢反应电动势。说明