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负载时直流电机的磁场―电枢反应

2020-8-23 19:29| 发布者: admin| 查看: 368| 评论: 0|原作者: 佚名|来自: 网络

摘要: 直流电机负载后,电枢绕组有电流通过, 并产生电枢磁场。 负载时气隙磁场由主磁场和电枢磁场共同作用 电枢磁场会对主磁场产生一定的影响,这一影响称为电枢反应。 电枢反应会使得每极磁通发生变化,也会使气隙磁场发 ...
直流电机负载后,电枢绕组有电流通过, 并产生电枢磁场。
负载时气隙磁场由主磁场和电枢磁场共同作用
电枢磁场会对主磁场产生一定的影响,这一影响称为电枢反应。
电枢反应会使得每极磁通发生变化,也会使气隙磁场发生畸变,从而影响电机的性能。
一、电枢磁势的分布


电枢磁势的分布与电枢电流的分布有关。
电枢电流的方向由电刷来界定。图中电刷以上电流为流入纸里,电刷以下为流出纸面。
这样的电流分布所产的磁力线如图所示。(右手定则)
可见,电枢磁势的轴线总是与和电刷接触的导体的连线重合。或者说电刷位置决定了电枢磁势的轴线。
当电刷与处于几何中性线上的导体相接触时,电枢磁势的轴线在交轴方向。并把这一磁势称为交轴电枢反应磁势。
设直轴线与电枢外圆的交点为0点,在距0点为x处作一闭合磁力线回路。该闭路包围的电流数即为总磁势Fa。
电枢表面单位长度上的安培导体数称为电机的线负荷A , A=Nia/(πDa)。
x处闭路上的总磁势Fa(x)=A*2x,忽略铁心磁阻,则每个气隙消耗的磁势为 Fa(x)=Ax   (-t/2 < x <t/2)
上式为一个极距的电枢磁势分布,将一对极的电枢磁势波形画出,(忽略齿槽影响)将得到三角波。
二、电枢磁势单独产生的磁感应强度的分布:

Ba(x)=μ0Fa(x)/δ

该磁密由磁势和气隙共同决定。
极面下气隙基本不变,磁密正比于磁势;
两极之间的区域内,气隙变大,磁密迅速减小。一个周期的磁密波形呈马鞍形。
三、电枢磁场与励磁磁场(主磁场)的合成及电枢反应


主磁场为平顶波,电枢磁场为马鞍形波。
在一个极距内相加时,一半极距内磁密加强,另一半极距内磁密减弱。
如果电机的磁场不饱和,则半个极距内增加的磁通量与另半个极距内减少的磁通量相等。即每极总磁通Φ与空载时一样。
实际上由于饱和,使得每极磁通总体上有所减少。
由图可知,原来的磁场发生了畸变,0点发生了位移。
(交轴)电枢反应:气隙磁场发生畸变(对发电机而言
前极端去磁、后极端增磁;而对电动机而言则为前极端增磁、后极端去磁);每极磁通减少。此反应会对电机性能产生不良影响。
四、直轴电枢反应
电枢磁势的轴线总是与和电刷接触的导体的连线相一致。
当电刷与几何中性线上的导体相接触时,电枢磁势的轴线也处于几何中性线上,即与主极轴线正交,称其为交轴电枢磁势。
以上讨论的实际上是交轴电枢反应。


如果将电刷位置逆时针移动β角,则电枢磁势可分为两部分。
2β范围内的磁势为直轴电枢磁势Fad。
(π-2β)角度内的磁势为交轴电枢磁势Faq。
直轴电枢磁势的作用为:
1.对发电机来说,电刷顺转向偏移时为去磁,逆转向偏移时为增磁;
2.对电动机来说,电刷顺转向偏移时为增磁,逆转向偏移时为去磁。


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