直流電機(jī)的基本理論

一、直流電機(jī)的磁場(chǎng)

當(dāng)勵(lì)磁繞組通人勵(lì)磁電流店，產(chǎn)生的氣隙磁勢(shì)稱為勵(lì)磁磁勢(shì)，由勵(lì)磁磁勢(shì)作用在電機(jī)的磁路中形成的磁場(chǎng)稱為勵(lì)磁磁場(chǎng)?！瞐)所示為兩極

的勵(lì)磁磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度在主磁極與轉(zhuǎn)子之間的氣隙中基本相同，離開極面后逐漸減弱。

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直流電機(jī)在運(yùn)行時(shí)，電柜繞組中流過電樞電流，電樞電流產(chǎn)生的磁勢(shì)稱為電樞磁勢(shì)，電樞磁勢(shì)產(chǎn)牛的磁場(chǎng)稱為電樞磁場(chǎng)。電樞磁場(chǎng)它以主

磁極的中心線為界，一半與勵(lì)磁磁場(chǎng)的方向相同，另一半相反。

二、電樞反應(yīng)

直流電機(jī)工作時(shí)總的磁場(chǎng)是由勵(lì)磁磁勢(shì)和電樞磁勢(shì)共同作用形成的合成磁勢(shì)所建立的?？蛰d時(shí)，電樞繞組中沒有電流，合成磁勢(shì)就是勵(lì)磁

磁勢(shì)，勵(lì)磁磁場(chǎng)就是總磁場(chǎng)；負(fù)載后，電樞繞組流過電樞電流，產(chǎn)生電樞磁勢(shì)，使得合成碰勢(shì)與總磁場(chǎng)發(fā)生改變，電樞磁勢(shì)對(duì)總磁場(chǎng)的影響稱

為電樞反應(yīng)。

負(fù)載后，合成磁勢(shì)產(chǎn)生的總磁場(chǎng)(c)所示，比較(a)與(c)可以看出電樞反應(yīng)的作用：

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(1)使每個(gè)主磁極F的磁場(chǎng)一半被加強(qiáng)，一半被削弱。在磁路末飽和時(shí)，增加的量等于減少的量，合成磁密平均值不變，每極磁通的大小不

變。磁路飽和時(shí)，增加的量比減少的量小，因此合成磁密的平均值減少，每極磁通值減少。

(2)磁場(chǎng)被扭歪，使磁場(chǎng)的物理中心線與幾何中心線不重合。與空載相比，幾何中心線處的磁場(chǎng)不再為零。

三、電樞感應(yīng)電勢(shì)與電磁轉(zhuǎn)短

(一)電框感應(yīng)電勢(shì)

電樞感應(yīng)電勢(shì)是電樞繞組切割氣隙合成磁場(chǎng)而產(chǎn)生的正、負(fù)電刷之間的感應(yīng)電勢(shì)，其數(shù)值為一條文路中所有導(dǎo)體電勢(shì)的總和。

(二)電磁轉(zhuǎn)矩

以上討論了電樞感應(yīng)電勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩的大小和方向，文際上電樞感應(yīng)電勢(shì)不只存在于發(fā)電機(jī)中，電磁轉(zhuǎn)矩也不只是存在于電動(dòng)機(jī)巾，它們

同時(shí)存和于發(fā)電機(jī)或電動(dòng)機(jī)中。

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直流發(fā)電機(jī)工作原理圖巾，原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)電摳逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，在電樞中戶牛感應(yīng)電勢(shì)，當(dāng)外電路接通負(fù)載后，則電樞導(dǎo)體中流過的電流方

向與感應(yīng)電勢(shì)的方向一致。這時(shí)載流的電樞導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)短Tm，其方向與原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)轉(zhuǎn)短7l方向相反，為順時(shí)針方向，對(duì)屯

樞起制動(dòng)作用，是制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，原動(dòng)機(jī)必須克服這個(gè)制動(dòng)性質(zhì)的電磁轉(zhuǎn)矩的作用，才能使發(fā)電機(jī)發(fā)出電來(lái)。

流電動(dòng)機(jī)工作原理圖中，在外加電壓作用下，電樞繞組中流過電流，載流的電樞繞組在磁場(chǎng)個(gè)受力產(chǎn)牛的電磁轉(zhuǎn)矩，使電動(dòng)機(jī)逆時(shí)針方向

旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)著的電樞導(dǎo)體切割磁場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，其方向與電樞電流方向相反，外加電壓必須克服這個(gè)反電勢(shì)的反抗作用，才能向電樞輸入電

流，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，佼電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)起來(lái)。

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在發(fā)電機(jī)巾，電樞電流Ju與電柜感應(yīng)電勢(shì)凰方向致，電磁轉(zhuǎn)短工m與電樞旋轉(zhuǎn)方向相反，是制動(dòng)轉(zhuǎn)短。在電動(dòng)機(jī)中，電磁轉(zhuǎn)短工m與電樞旋

轉(zhuǎn)方向n一致，是拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩，電樞感應(yīng)電勢(shì)c*與電樞電流Ji方向相反，是反電勢(shì)。