直流电机的电枢绕组磁势和磁场
直流电机的磁场和电枢反应

PM EaIa UIL UI f Ia2ra 2UIa P2 p f pa pb
发电机输入的是机械功率,外施机械功率不能全 部转化为电磁功率,因此,输入功率为:
P1 PM pmec pFe pad
27
功率平衡式
感应电动势和电磁转矩的有效磁通。
另外,由于磁极产生的磁通不可能全部通过气隙, 总还有一小部分从磁极的侧面逸出,直接流向相邻 的磁极,它只是与励磁绕组交链,不与电枢绕组交 链,故称磁极漏磁通 。
设磁极产生的总磁通为 则K
K
K
1
式中:K—场漏磁通,一般可取1.15~1.25
3
(一)主磁通和漏磁通
28
功率平衡式
不变损耗: 图中机械损耗 pmec和铁芯损耗 pF空e 载时就存在,
总称空载损耗 p0 ,当负载变化时,它们的数值基 本不变,故称为不变损耗。 可变损耗: 电枢绕组的铜损耗 pa 和电刷接触压降损耗 pb 是 由负载电流所引起的,称负载损耗 ,受负载电流 大小而变化,故又称可变损耗。
60
CT 2 Ce 9.55Ce
电磁转矩也可由电磁功率求得。
绕组不是整距、电刷位置位移以及气隙磁 场变化等也会对电磁转矩产生影响。
35
转矩平衡方程式
1.直流发电机转矩平衡式
由直原流动发机 电供 机给 的的电外磁施转机矩械T是转电矩磁为作T用1 使 发P1电机转子
受到制动的阻力转矩,即反转距(制动转矩)
电刷在交轴且绕组为整距时,直流电机感应电动 势的计算公式
Ea
pz 60a
n
Cen
Ce
pz 60a
电刷间电动势为直流,但是电枢导体的感应电动 势是交变的,其频率为:
直流电机的磁场

磁化曲线的纵坐标有时不用F0,而用If表示,它们之间只差一个与励磁绕组匝数有关的比例系数,此外,纵坐标也可以用空载时的电枢电压U代替,当电机转速恒定时,U与Φ0,之间也只相差一个与电枢绕组匝数有关的比例系数。因此,磁化曲线可表示为U=f(If)和Φ0=f(If)或U=f(F0)等多种形式,只需变换一下有关比例系数即可。
3.2 直流电机的电枢磁动势和磁场
电刷放在几何中性线上时的电枢磁动势和磁场
电刷不在几何中性线上时的电枢磁动势
直流电机空载时的气隙磁场仅由主极的励磁磁动势所建立。当电机有负载时,电枢绕组中有电流通过,产生的磁动势称为电枢磁动势。此时,气隙磁场就由主极磁动势与电枢磁动势两者的合成磁动势所建立。正是由于这两个磁动势的互相作用,直流电机才能进行机电能量转换。
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
两个齿,计算高度为2hz,磁场强度为Hz。
两个主极,计算高度为2hm,磁场强度为Hm。
一个定子轭,平均长度为Lj,磁场强度为Hj。
一个转子(电枢)轭,平均长度为La,磁场强度为Ha,用磁路计算方法求得磁动势F0,以及相应的励磁电流If。
两个气隙,计算长度为2δ,磁场强度为Hδ。
当电刷放在几何中性线上时,电枢磁势全部为交轴分量,直轴分量为零。因此这时只有交轴电枢反应。此时电机中的磁场应由主极磁势和交轴电枢磁势共同建立,如图a所示。由图可见磁场发生了畸变,电枢圆周上连接电刷的几何中性线处出现了磁通,而实际的磁密为零之点偏移了一个α角。我们将电枢圆周上通过圆心和磁密为零之点的直线称为物理中性线。
直流电机有负载时,由于电枢反应的去磁作用和电枢回路的电阻压降,使发电机端电压比空载时低。为了保持发电机的端电压不变,负载时必须增加主极的励磁电流, 以补偿电枢反应和电阻压降。
直流电机电枢磁动势和励磁磁动势的共同点和不同点

直流电机电枢磁动势和励磁磁动势的共同点和不同点
共同点:
1.电刷在几何中性线时均产生交轴电枢反应;其结果
(1)均使磁场发生畸变,物理中性线偏移(但偏移方向不同,见不同点);(2)去磁(磁场饱和的话),使气隙磁场削弱。
2.电刷不在几何中性线时,除均产生交轴电枢反应(其结果与上同)外,还产生直轴电枢反应,其结果是去磁还是助磁,这与发电机还是电动机以及电刷偏移方向有关。
二者的不同主要体现在如何产生、与哪些量有关、空间分布和作用等方面。
励磁磁动势由主极中的励磁绕组通以励磁电流产生,其大小与励磁电流大小和励磁绕组匝数有关,它沿电枢圆周的空间分布波形是以主极中心线为轴线的矩形波。
励磁磁动势的作用是建立气隙磁场,即产生空载时的主磁通。
电枢磁动势由均匀分布在电枢圆周上的电枢绕组产生,它沿电枢圆周的空间分布波形可看成三角波,其幅值与电枢电流大小和电枢导体总数成正比,其轴线位置(三角波正最大值位置)由电刷位置决定。
若电刷位于几何中性线,则电枢磁动势轴线位于交轴。
交轴电枢磁动势与励磁磁动势相互作用,产生电磁转矩,从而实现机电能量转换。
永磁直流电动机原理

永磁直流电动机原理
永磁直流电动机是一种基于永磁效应工作的直流驱动设备,其工作原理如下:
1. 基本结构:永磁直流电动机由定子和转子组成。
定子是固定的部分,包含了电枢绕组和磁极。
转子是旋转的部分,由永磁磁铁组成。
2. 磁场产生:当电流通过电枢绕组时,根据安培定律,会在电枢绕组产生磁场。
同时,永磁磁铁提供了一个恒定的磁场。
3. 动力产生:定子的磁场和转子的磁场相互作用,产生了一个旋转的力矩,使得转子开始旋转。
这是因为根据洛伦兹力定律,电流在磁场中受到力的作用。
4. 反转子:转子中的磁场与定子中的磁场相互作用,产生了电动势。
根据法拉第定律,这个电动势会驱动电流在电枢绕组中流动。
5. 换向器:为了让电流在电枢绕组中的方向与转子的磁场方向始终保持一致,永磁直流电动机通常配备了换向器。
换向器会根据电流的方向变化,自动改变电枢绕组中的电流方向。
6. 控制系统:永磁直流电动机可以通过控制系统来调整转子的速度和方向。
控制系统会根据输入信号,改变电枢绕组中的电流强度和方向,从而影响转子的旋转速度和方向。
第十九章 直流电机的电磁关系及分析

图19-3 主磁场的分布
一、电刷在几何中性线上时的电枢磁势
假设电刷位于几何中性线上,若电枢上半周的电流 为流出,下半周为流入,根据右手螺旋定则,该电 枢磁动势建立的磁场如如图19-4(a)虚线所示。 从图19-4(a)可见,电枢磁动势的轴线总是与电 刷轴线重合。与主极轴线正交的轴线通常称为交轴, 与主极轴线重合的轴线称为直轴,所以当电刷位于 几何中性线上时,电枢磁动势时交轴电枢磁动势。
第十九章 直流电机的电磁关系及分析 方法
主要内容 直流电机空载时电机内部电磁关系 直流电机负载时电机内部电磁关系 直流电机的电枢反应 电枢绕组的感应电势和直流电机的电磁转矩 稳态运行时直流电机的基本方程式
第一节 直流电机空载时电机内部电磁关系
直流电机空载是指电机对外无功率输出、不带负载空转 的一种状态。直流电机空载时,励磁绕组内有励磁电流, 电动机电枢电流很小可忽略而发电机电枢电流为零,此 时电机内部的磁场是由励磁绕组通过电流产生的磁势决 定。 主磁极N、S交替分布,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。
(一)使气隙磁场发生畸变
假设电枢旋转时先进入磁极的那个磁极尖称为前 极尖,电枢离开磁极的那个磁极尖称为后极尖。 电枢反应使气隙磁场发生畸变,对发电机而言是 前极尖磁场被削弱,后极尖磁场被加强;对电动 机而言是前极尖磁场被加强后极尖磁场被削弱。 (二)使物理中性线偏移
第二十四章 直流电机的磁势、电势和基本方程式PPT课件

2、直轴电枢磁动势和直轴电枢反应 发电机:电刷顺电枢旋转方向移动,电枢反应为去磁;
电刷逆电枢旋转方向移动,电枢反应为增磁。
电动机:与发电机的情况相反。
24
三 电枢反应对直流电机的影响
1.电枢反应的去磁作用将使每极 略有减小
电刷总是位于交轴,电枢反应则只有交轴分量没有直轴分量。 交轴磁势对气隙磁场的影响是一半极面下磁通增加,一半下减 小,不考虑饱和时,总磁通不变。
如果负载时励磁电流与空载时
相等,则负载时每极磁通也与
E0
空载时相同。
电刷间感应电势只与每极磁通 成正比,与极面下磁通分布无 关,所以负载和空载时电刷感 应电势数值相同。
电枢电势的计算:求出一根导体在一个极距范围 内切割气隙磁密的平均感应电势,乘上一个支路 里总的导体数。
设总导体数为N,共有2a条并联支路,每条支路 导体数为N/2a,则电枢绕组电势: (为 N/2a 条导体电势之和)
31
一根导体的平均电势: eav BavLv
Bav :主极气隙磁场的平均磁密(
随电枢电流变化,也取决于磁
路饱和程度。为简便起见,近
似认为 Faqd I (电枢电流),
这时同样大小的If 产生的E0 ↓
0
Faqd
Ff0 Ff
Ff0
26
三 电枢反应对直流电机的影响
Ff为磁极磁势,Ff0为用以产生磁通的有效磁势。可见要保持E0 不变必须增加励磁电流If ,以弥补交轴磁势Faq的去磁作用。
2a60
9.55Ce
Bav
一台制造好的电机, 它
直流电机的磁场和ppt

电枢磁场、电枢反应的定义
直流电机负载后,电枢绕组有电流通过,该电 流建立的磁场简称电枢磁场,电枢磁场对主磁 场的影响就称为电枢反应。
当电机带上负载后,电机的气隙磁场由主磁 场和电枢两个磁场共同决定。电枢磁动势的出 现,使气隙磁场发生畸变,即电枢反应。
各支路电流都是通过电刷引入获引出,因此电 刷是电枢表面上电流分布的分界线。电枢磁买的VIP时长期间,下载特权不清零。
100W优质文档免费下 载
VIP有效期内的用户可以免费下载VIP免费文档,不消耗下载特权,非会员用户需要消耗下载券/积分获取。
部分付费文档八折起 VIP用户在购买精选付费文档时可享受8折优惠,省上加省;参与折扣的付费文档均会在阅读页标识出折扣价格。
计算方法:1。先求经过某一段的磁通; 2。根据该段的截面积SX计算该段的磁密BX; 3。由Bx在磁化曲线上查HX。
气隙磁场
在一个磁极的范围内,励磁磁势大小一样, Bδ大小完全与气隙长度成反比。
在主极直轴附近的气隙较小,并且气隙均 匀,磁阻小,即此位置的主磁场较强,在 此位置以外,气隙逐渐增大,主磁场也逐 渐减弱,到两极之间的几何中线处时,磁 密等于0。
包权
人书友圈7.三端同步
磁通、磁路
主磁通、主磁路:由N极出 发, 经气隙进入电枢齿部, 经电枢铁心的磁轭到另外的 电枢齿,通过气隙进入S极, 再经定子轭回到原来N极。
漏磁通、漏磁路:不进入 电枢铁心,直接经过相邻 的磁极或定子轭。
主磁通交链励磁 绕组和电枢绕组, 在电枢绕组中感 应电势,产生电
磁转矩。
具体表现: •使气隙磁场分布发生畸变; •使物理中性线位移(空载时,电机物理中性线 与几何中性线重合;负载时,物理中性线发生 偏转; •呈去磁作用
直流电机的磁场电动势及转矩

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。
1.4.3 直流电机的电磁转矩
电枢电流 i 磁 场Φ
Байду номын сангаас
F→T
1.一根导体所受平均电磁力的大小为
B
Ia
fap= Bap l ia Ia 而 ia= 2a
则 fap= Bap l 2a
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。
3.直流电机感应电动势(一条并联支路的电动势)
N pN Ea= eap 2a = 60a Φn=CeΦn
单位:Wb
Ea = CeΦ n (V)
单位:r/min
4.电动势常数Ce
pN Ce = 60a
5.方向:由Φ 和 n 共同决定。
1.4.2 直流电机电枢绕组的感应电动势
6.性质 发电机为电源电动势;电动机为反电动势。
=(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
则 CT = 9.55 Ce
CT =
pN 2a
Ce =
pN 60a
CT Ce
=
60 2
= 9.55
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
•换向器节距yk:每元件的两端所连接的换向片之间在换向器 表面的跨距,用换向片数表示。 yK = y
第二节距y2
合成节距y
换向器节距yk
直流电机的电枢绕组和磁场
2.2 单叠绕组
元件依次相连,元件的出线端接到相邻 的换向片上,第一个元件的下层边(虚线) 连接着第二个元件的上层边,它放在第一 元件上层边相邻的第二个槽内。 相邻元件(线圈)相互叠压,后一元件的端 部紧叠在前一元件的端部(叠);首末端 相联的两换向片相隔一个换向片的宽度, 合成节距与换向节距均为1(单),即 yK = y=1 槽数Z、元件数S和换向片数K三者相同
直流电机的电枢绕组和磁场
2.2 单叠绕组
举例: 2p=4, u=1,Z= Z e=S=K=16,单叠右行整距绕组 一、 节距计算
y=yk=+1
y1
Ze 2p
16 0 4 τ 22
y2 y-y1 1-4 -3
节距计算 y, y1, y2
画绕组展开图
展开图展示元件相互间的电 气连接关系及主磁极、换向 片、电刷间的相对位置关系
直流电机的电枢绕组和磁场 2.2 单叠绕组
单叠左行绕组和单叠右行绕组
单叠绕组元件
右行
左行
电枢绕组的基本知识
1 电枢绕组与换向片(器)
结论:
规定元件编号与槽编号相同,上元件边直接 用槽编号表示,下元件边用槽编号加撇表示
通过换向片,6个元件依次串连构成一个闭合回路。
电枢绕组与电刷连接
两个电刷位于换向器内圆对称位置(实际放置在外圆上)。 位于对称位置的电刷将闭合的6个线圈分成两个并联支路。 电刷将环形闭合电枢绕组分成两条对称的并联支路。
长距绕组
第一节距y1
短距绕组端部接线短、省铜,且利于换向,故常用
直流电机的电枢绕组和磁场
2.1 直流电机电枢绕组的一般知识
三、节距
•第二节距y2:连至同一换向片上的两个元件中第一个元件的 下层边与第二个元件的上层边间的距离。
•合成节距y:连接同一换向片的两个元件的对应边在电枢表面
的跨距。
y = y1+ y2
安放电刷和磁极
直流电机的电枢绕组和磁场 2.2 单叠绕组 单叠绕组展开图
1槽.槽展展开开
2绕.绕组组放放置置
安3.放安磁放极磁、极电电刷刷
τ
τ
τ
τ
1 2 N3 4 5 6 S 7 8 9 10 N11 12 13 14 S 15 16
15 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
直流电机的电枢绕组和磁场
2.1 直流电机电枢绕组的一般知识
一、叠绕组和波绕组 •元件:构成绕组的线圈。电枢绕组的基本单元,单匝和多匝
直流电机的电枢绕组和磁场
2.1 直流电机电枢绕组的一般知识
一、叠绕组和波绕组 •双层绕组
1)每个元件的两端点分别连接在两换向片上,每个换向片连接 两个元件,各元件依一定规律依次连接,形成闭合回路。
直流电机的电枢绕组磁势 和磁场
直流电机的电枢绕组和磁场
本节基本要求
1.了解直流电机电枢绕组的构成及其连接 2.掌握直流电机电枢绕组的特点 3.理解直流电机的磁动势和磁场
直流电机的电枢绕组和磁场 主要内容
➢直流电机电枢绕组的一般知识 ➢单叠绕组 ➢单波绕组 ➢直流电机的磁动势和磁场
直流电机的电枢绕组和磁场
直流电机电枢绕组的一般知识
作用:电枢绕组是直流电机的关键部件之一,构成直流电机的电 路部分,在机电能量转换中起着重要的作用,运行时电枢绕组产生 电动势,流过电流并产生电磁转矩,是实现机电能量转换的枢纽。
电枢绕组的基本要求: (1)能产生尽可能大的电动势,并有良好的波形。 (2)能通过足够大的电流,以产生并承受所需的电磁力和电磁转矩。 (3)节省材料(有色金属和绝缘材料),结构简单,连接可靠。 (4)便于维护和检修。 (5)对直流电机,应保证换向良好。
直流电机的电枢绕组和磁场
2.1 直流电机电枢绕组的一般知识
分类 (1)叠绕组:单叠和复叠绕组。 (2)波绕组:单波和复波绕组。 (3)蛙绕组:叠绕和波绕混合的绕组。
特点:闭合绕组
电枢绕组的演变
环形电枢绕组
鼓形电枢绕组
直流电机的电枢绕组和磁场
2.1 直流电机电枢 绕组的一般知识
电枢绕组的演变 •环形电枢绕组
叠绕组
•波绕组:一个元件的两 出线接在相隔约两个极距 的换向片上,绕它一周后 回到与起始片相邻的换向 片上(单波绕组),或相 隔数片的换向片上(复波 绕组)。波浪式前进
波绕组
直流电机的电枢绕组和磁场
2.1 直流电机电枢绕组的一般知识
二、实槽和虚槽 •为改善电机的性能,希望用更多的元件组成电枢绕组。由于 工艺等原因,电枢铁心不能开太多的槽,故在每槽的上下层各 放置若干元件边。
S K Zi
N 2uNcZ 2NcZi
直流电机的电枢绕组和磁场
2.1 直流电机电枢绕组的一般知识
三、节距
•极距 :在电枢铁心表面上,一个极所占的距离。
τ
Zi
2p
τD 2p
•第一节距y1:一个元件的两个有效边在电枢表面跨过的距离。
y1
Zi 2p
整数
y
=
1
τ
整距绕组
y1< τ
短距绕组
为凑整分数
y1> τ
2)一个元件边放在槽的上层,另一边放在另一槽的下层,一 个槽里总有上下层线圈边。 3)线圈的两个元件处于不同极性的极面下,线圈的跨距约 等于一个极距,两个电势相加。
直流电机的电枢绕组和磁场
2.1 直流电机电枢绕组的一般知识
一、叠绕组和波绕组
•叠绕组:一个元件的两 出线端接在两相邻换向片 上(单叠绕组),或相隔 数片的换向片上(复叠绕 组)。折叠式前进
•若每一实槽中一层并排放置u排元件边,则一个实槽可以看成 u个“虚槽”,每一个虚槽的上、下层各有一个元件边。
Zi uZ
实槽与虚槽 u=3
直流电机的电枢绕组和磁场
2.1 直流电机电枢绕组的一般知识
二、实槽和虚槽 每一元件有两个边; 每一换向片上接两个边; 每一虚槽内放置有两个边; 元件数S等于换向片数K,等于虚槽数 每线圈有Nc匝,则总导体数为N
只有一半的导体产生感应电 动势,导体利用率低。
环形绕组
ee e ee e e ee e ee e e
直流电机的电枢绕组和磁场
2.1 直流电机电枢 绕组的一般知识
电枢绕组的演变
•鼓形电枢绕组 线圈的两边都在电枢铁芯 表面的槽中,两边都能切割 磁场而产生感应电势。
鼓形绕组
2e 2e 2e 2e 2e 2e 2e 2e 2e 2e 2e 2e 2e 2e