电机与电力拖动基础教程第2章(2)

《电机与电力拖动基础教程第2章(2)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、电机原理与拖动基础下页主讲人：包蕾宁波工程学院第2章直流电机直流电机的基本工作原理2.1直流电机的结构2.2直流电机的铭牌数据2.3下页直流电机的空载磁场2.4直流电机的电枢绕组2.5直流电机的负载磁场及电枢反应2.6感应电动势和电磁转矩的计算2.7直流发电机2.8直流电动机2.9直流电机的换向2.10本章重点第2章下页上页返回2.4直流电机的空载磁场2.4.1直流电机的励磁方式直流电机中除主极磁场外，当电枢绕组中有电流流过时，还将会产生电枢磁场。电枢磁场与主磁场的合成形成了电机中的气隙磁场，它直接影响电枢电动势和电磁转矩的大小。复习直流电机工作原理直流

2、电机结构组成特点：U与Uf无关，Ia与If无关1、他励励磁绕组接在独立的直流电源上，与电枢绕组无关。如永磁电机。★分析主磁场：除永磁式微直流电机外，直流电机的主磁场都是通过励磁绕组通入电流激励而建立的。励磁绕组获得励磁电流的方式称直流电机的励磁方式。励磁方式可分为四种：他励、并励、串励和复励。以电动机为例说明。第2章4、复励主磁极上有两套励磁绕组，一套与电枢绕组并联称并励绕组，另一套与电枢绕组串联称串励绕组。分为短复励(图d)和长复励(图e)3、串励励磁绕组与电枢绕组串联。特点：励磁回路的励磁电压与电枢两端的电压相等2、并励励磁绕组与电枢绕组并联。特点：

3、励磁回路的励磁电流与电枢回路电流相等下页上页返回I=Ia+IfI=Ia+If1=If2第2章特点：若两套励磁绕组产生的磁势是相加，则称积复励；若两套励磁绕组产生的磁势是相减，则称差复励。实际应用中常用积复励。下页上页返回第2章2.4.2直流电机空载磁场的分布★直流电机的空载是指电机对外无功率输出或不带负载空转的一种状态，其电枢电流等于零或者很小，可以不计其影响。所以直流电机空载时的气隙磁场可以看作就是主磁场，即由励磁磁动势单独建立的磁场。几何中性线★几何中性线两相邻主磁极间的几何平分线下页上页返回第2章主磁极电枢或转子附加磁极主磁通漏磁通主磁极N、S交替

4、分布，故磁场的分布是对称的；其中绝大部分磁通经主磁极、气隙、电枢铁芯及定子磁轭闭合，这部分磁通同时链绕励磁绕组和电枢绕组，称主磁通，记作：Φ0，主磁通参与机电能量转换，能产生感应电势和电磁转矩，是工作磁通。还有一小部分磁通不穿过电枢，仅与励磁绕组自身链绕，称漏磁通，记作：Φσ，漏磁通不穿过电枢表面，不参加机电能量转换，不是工作磁通。主磁通通过的磁路称主磁路，主磁路中气隙较小，故磁阻较小；漏磁通通过的磁路称漏磁路，漏磁路中空气隙较大，磁阻大。所以，漏磁通比主磁通小得多，约占主磁通的15%左右。★主磁通与漏磁通几何中性线下页上页返回第2章几何中性线2.4.3

5、磁路分析磁压降：磁动势：总磁通：磁路欧姆定律：略漏磁通下页上页返回第2章2.4.4直流电机的磁化曲线电机的磁化曲线是指电机主磁通Φ0与励磁磁势Ff的关系曲线，即Φ0=ƒ（Ff）。当励磁绕组的匝数Nf一定时，改变励磁电流If就可改变磁势，磁化曲线也可用Φ0=ƒ（If）表示。电机的磁化曲线可通过实验或电机磁路计算得到。图中曲线1是电机磁化曲线，曲线2是气隙线，它表示气隙中所消耗的磁势，由于空气中的μ0为常数，故气隙线是线性的。曲线特点：电机的磁化曲线具有饱和特点，当主磁通Φ0较小时，铁磁材料的磁位降较小，励磁磁通主要消耗在气隙中；当主磁通Φ0较大时，铁磁材料

6、出现饱和，磁位降迅速增大，使Φ0=ƒ（If）曲线离开气隙线弯曲呈非线性。下页上页返回第2章磁化曲线表征的磁路的饱和程度对电机运行性能有很大的影响。设计电机时，要考虑节省材料，磁通密度B值尽量取得大些，但又不能使磁路太饱和，所以，为了更有效经济地利用材料，一般额定磁通取在直流电机磁化曲线开始弯曲的地方（膝部点A）。下页上页返回第2章饱和系数电机的饱和程度可以用饱和系数表示。它是指主磁通Φ0为额定磁通ΦN时，励磁磁势F0与气隙磁势F的比值，即k的大小对电机的运行性能有很大的影响，一般电机中的k=1.11~1.35。下页上页返回第2章2.4.5气隙磁通密

7、度的分布设磁路不饱和，电枢表面是光滑的，略铁磁材料中的磁压降气隙磁压降：磁场强度：磁通密度：主磁极下气隙磁通密度的分布取决于气隙的大小和形状，为一平顶波。磁极中心及附近(极靴下)的气隙小且均匀，磁通密度较大且基本为常数，靠近极尖处，气隙逐渐变大，磁通密度减小；极靴尖以外，气隙明显增大，磁通密度显著减少，在磁极之间的几何中性线处，气隙磁通密度为零。结论在磁动势一定的条件下，下页上页返回第2章2.5直流电机的电枢绕组电枢绕组是直流电机的一个重要部分，电机中机电能量的转换就是通过电枢绕组而实现的，实际电机电枢绕组由多个结构相同的线圈按一定规律连接构成。2.5.

8、1直流电机电枢绕组的基础知识分类：单叠绕组、单波绕组和混合绕组几何中性线：两相邻