第四章 直流电机的电枢反应优秀课件
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P38 4-2、3、5、6
精品课件！
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单叠绕组辐射图
16 15
1 2
3
14
4
源自文库
A
1
BB
13
1
2
5
A 2
12
6
11 10
7 8 9
A Nia D
N——电枢绕阻总导体数；
i a ——导体电流，iaIa 2a， I a 为电枢总电流。
D——电枢外径。
N
交轴电枢磁势
N
S
FaxAx
Fa x
Fa At 2
Fa At 2 BB aaxx00 HH aaxx00FF k aa xx0A x
S
FaqAt
（安匝/对极）
直轴电枢磁势
电刷偏离几何中线 交轴电枢磁势 直轴电枢磁势
磁路不饱和时的情况
N
S
发电机
B
电动机
B 0
Fa Ba
a
物理中线 几何中线
磁路饱和时的情况
B B 0
a
F F
0
F0
F
交轴电枢反应
N
S
发电机
B
电动机
B
B 0
Fa Ba
a
物理中线 几何中线
交轴电枢反应
增磁 去磁
去磁 增磁
交轴电枢反应效果
➢磁场发生畸变 ➢物理中心线偏离几何中心线 ➢磁路饱和时有去磁作用
一台几千千瓦的电机，电枢导体要受到很大的电磁 力，包扎导体的绝缘材料将会压缩变形，可是这种情 况实际上并未发生。
实际上，作用在电枢线圈上的电磁力是极小的，这 是因为：一般电枢有槽，线圈放置在槽内，气隙磁通 的大部分从磁阻小的齿部通过，槽部的磁通较小。
齿距
0
S3 x
S2
fs2 fs1
S1
0 x
0
第四章 直流电机的 电枢反应
直流电机的励磁磁场（空载磁场）
S
N
空载直磁流场电机的空电载枢场磁场
N
t
S
何为电枢反应
电机带上负载后，电枢绕组就有电 流流过，电枢电流将产生电枢磁势；气 隙磁场是由励磁磁势和电枢磁势两者的 合成磁势所建立的。负载时，电枢磁势 对气隙磁场的影响称为电枢反应。
§4-1 直流电机的电枢磁势
N
几点说明
Ø 元件边只画了一层。
Ø 省去换向器和元件端接部分， 电刷放在几何中线上直接与 元件边相接触。
Ø 电刷为电枢表面电流分布的 分界线。
Ø 电枢磁场的极对数与励磁磁 场的极对数相等。
Ø 电枢磁势及其建立的电枢磁
S
场是静止的，磁势轴线与电
刷轴线重合。
N
交轴电枢磁势
N
S
N
S
S
交轴电枢磁势
• 线负荷
直轴电枢反应
产生原因
电刷偏离几何中线 交轴电枢磁势 直轴电枢磁势
N
N
N
N
S
S
S
S
发电机电：刷电逆刷对电顺电枢电动旋枢机转旋而方转言向方，偏向上移偏述时移结，时论起，恰增起好磁去相作磁反用增作。磁用或；去磁
直流电机电枢反应小结
➢电枢反应的概念 ➢交轴电枢磁势的特点、分布；气隙合成磁
场来源、分布 ➢交轴电枢反应效果
N
N
N
N
S
S
S
S
t F a qA 2 b Fad2Ab
（安匝/对极）
直轴电枢磁势
电刷偏离几何中线 交轴电枢磁势 直轴电枢磁势
N
N
N
N
S
S
S
S
直轴电枢磁势：增磁还是去磁？
发电机：电刷顺电枢旋转方向偏移时，起去磁作用； 电刷逆电枢旋转方向偏移时，起增磁作用。
§4-1 直流电机的电枢反应
一、交轴电枢反应
✓磁场发生畸变 ✓物理中心线偏离几何中心线 ✓磁路饱和时有去磁作用
➢直轴电枢磁势的来源和直轴电枢反应效果
航空直流发电机电枢反应的特点
N
S
发电机
B
电动机
B 0
Ba
a
物理中线 几何中线
航空直流发电机电枢反应的特点
F f B 0 A Fa Ba 高转速、大负载情 况下，电机气隙合 成磁场严重畸变，
a ，换向恶化
“环火”
补偿绕组
直流电机的电磁转矩
f Bxlia
favBavlia
Tav
f av
D 2
TemNTav Bavtl
t D 2 p
ia
Ia 2a
Tem
pN
2a
I
a
CT I a
Ea
pN n
60a
Cen
转矩常数
CT
30
Ce
电势常数
讨论
电机学假设：电枢平滑无槽，电磁转矩是作用在载 流电枢导体上的电磁力形成的。这样推导出的电磁转 矩公式，实践证明在数值上是正确的。
fs2
f s1
h
B0
S4
y b
i y
i Fx1 y
有槽电机运行时，大部分电磁力将直接作用在铁心上， 由铁心力形成的转矩称为铁心转矩。电机负载时作用于 每槽的电磁力，应为槽内导体所受的电磁力和铁心力之 和。
有槽电机的电磁转矩在数量上可以用电磁力定律按无 槽电机公式算得，但在本质上主要是铁心转矩。
作业
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N——电枢绕阻总导体数；
i a ——导体电流，iaIa 2a， I a 为电枢总电流。
D——电枢外径。
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交轴电枢磁势
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Fa x
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Fa At 2 BB aaxx00 HH aaxx00FF k aa xx0A x
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（安匝/对极）
直轴电枢磁势
电刷偏离几何中线 交轴电枢磁势 直轴电枢磁势
磁路不饱和时的情况
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发电机
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电动机
B 0
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物理中线 几何中线
磁路饱和时的情况
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交轴电枢反应
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发电机
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电动机
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物理中线 几何中线
交轴电枢反应
增磁 去磁
去磁 增磁
交轴电枢反应效果
➢磁场发生畸变 ➢物理中心线偏离几何中心线 ➢磁路饱和时有去磁作用
一台几千千瓦的电机，电枢导体要受到很大的电磁 力，包扎导体的绝缘材料将会压缩变形，可是这种情 况实际上并未发生。
实际上，作用在电枢线圈上的电磁力是极小的，这 是因为：一般电枢有槽，线圈放置在槽内，气隙磁通 的大部分从磁阻小的齿部通过，槽部的磁通较小。
齿距
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fs2 fs1
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第四章 直流电机的 电枢反应
直流电机的励磁磁场（空载磁场）
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空载直磁流场电机的空电载枢场磁场
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何为电枢反应
电机带上负载后，电枢绕组就有电 流流过，电枢电流将产生电枢磁势；气 隙磁场是由励磁磁势和电枢磁势两者的 合成磁势所建立的。负载时，电枢磁势 对气隙磁场的影响称为电枢反应。
§4-1 直流电机的电枢磁势
N
几点说明
Ø 元件边只画了一层。
Ø 省去换向器和元件端接部分， 电刷放在几何中线上直接与 元件边相接触。
Ø 电刷为电枢表面电流分布的 分界线。
Ø 电枢磁场的极对数与励磁磁 场的极对数相等。
Ø 电枢磁势及其建立的电枢磁
S
场是静止的，磁势轴线与电
刷轴线重合。
N
交轴电枢磁势
N
S
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交轴电枢磁势
• 线负荷
直轴电枢反应
产生原因
电刷偏离几何中线 交轴电枢磁势 直轴电枢磁势
N
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发电机电：刷电逆刷对电顺电枢电动旋枢机转旋而方转言向方，偏向上移偏述时移结，时论起，恰增起好磁去相作磁反用增作。磁用或；去磁
直流电机电枢反应小结
➢电枢反应的概念 ➢交轴电枢磁势的特点、分布；气隙合成磁
场来源、分布 ➢交轴电枢反应效果
N
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t F a qA 2 b Fad2Ab
（安匝/对极）
直轴电枢磁势
电刷偏离几何中线 交轴电枢磁势 直轴电枢磁势
N
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直轴电枢磁势：增磁还是去磁？
发电机：电刷顺电枢旋转方向偏移时，起去磁作用； 电刷逆电枢旋转方向偏移时，起增磁作用。
§4-1 直流电机的电枢反应
一、交轴电枢反应
✓磁场发生畸变 ✓物理中心线偏离几何中心线 ✓磁路饱和时有去磁作用
➢直轴电枢磁势的来源和直轴电枢反应效果
航空直流发电机电枢反应的特点
N
S
发电机
B
电动机
B 0
Ba
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物理中线 几何中线
航空直流发电机电枢反应的特点
F f B 0 A Fa Ba 高转速、大负载情 况下，电机气隙合 成磁场严重畸变，
a ，换向恶化
“环火”
补偿绕组
直流电机的电磁转矩
f Bxlia
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转矩常数
CT
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电势常数
讨论
电机学假设：电枢平滑无槽，电磁转矩是作用在载 流电枢导体上的电磁力形成的。这样推导出的电磁转 矩公式，实践证明在数值上是正确的。
fs2
f s1
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i Fx1 y
有槽电机运行时，大部分电磁力将直接作用在铁心上， 由铁心力形成的转矩称为铁心转矩。电机负载时作用于 每槽的电磁力，应为槽内导体所受的电磁力和铁心力之 和。
有槽电机的电磁转矩在数量上可以用电磁力定律按无 槽电机公式算得，但在本质上主要是铁心转矩。
作业