直流電機的基本理論

一、直流電機的磁場

當勵磁繞組通人勵磁電流店，產(chǎn)生的氣隙磁勢稱為勵磁磁勢，由勵磁磁勢作用在電機的磁路中形成的磁場稱為勵磁磁場?！瞐)所示為兩極

的勵磁磁場，磁感應強度在主磁極與轉(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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直流電機在運行時，電柜繞組中流過電樞電流，電樞電流產(chǎn)生的磁勢稱為電樞磁勢，電樞磁勢產(chǎn)牛的磁場稱為電樞磁場。電樞磁場它以主

磁極的中心線為界，一半與勵磁磁場的方向相同，另一半相反。

二、電樞反應

直流電機工作時總的磁場是由勵磁磁勢和電樞磁勢共同作用形成的合成磁勢所建立的?？蛰d時，電樞繞組中沒有電流，合成磁勢就是勵磁

磁勢，勵磁磁場就是總磁場；負載后，電樞繞組流過電樞電流，產(chǎn)生電樞磁勢，使得合成碰勢與總磁場發(fā)生改變，電樞磁勢對總磁場的影響稱

為電樞反應。

負載后，合成磁勢產(chǎn)生的總磁場(c)所示，比較(a)與(c)可以看出電樞反應的作用：

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(1)使每個主磁極F的磁場一半被加強，一半被削弱。在磁路末飽和時，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，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)磁場被扭歪，使磁場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不再為零。

三、電樞感應電勢與電磁轉(zhuǎn)短

(一)電框感應電勢

電樞感應電勢是電樞繞組切割氣隙合成磁場而產(chǎn)生的正、負電刷之間的感應電勢，其數(shù)值為一條文路中所有導體電勢的總和。

(二)電磁轉(zhuǎn)矩

以上討論了電樞感應電勢和電磁轉(zhuǎn)矩的大小和方向，文際上電樞感應電勢不只存在于發(fā)電機中，電磁轉(zhuǎn)矩也不只是存在于電動機巾，它們

同時存和于發(fā)電機或電動機中。

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直流發(fā)電機工作原理圖巾，原動機拖動電摳逆時針方向旋轉(zhuǎn)，在電樞中戶牛感應電勢，當外電路接通負載后，則電樞導體中流過的電流方

向與感應電勢的方向一致。這時載流的電樞導體在磁場中受力，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)短Tm，其方向與原動機拖動轉(zhuǎn)短7l方向相反，為順時針方向，對屯

樞起制動作用，是制動轉(zhuǎn)矩，原動機必須克服這個制動性質(zhì)的電磁轉(zhuǎn)矩的作用，才能使發(fā)電機發(fā)出電來。

流電動機工作原理圖中，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個受力產(chǎn)牛的電磁轉(zhuǎn)矩，使電動機逆時針方向

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

流，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，佼電動機旋轉(zhuǎn)起來。

滑環(huán) /

在發(fā)電機巾，電樞電流Ju與電柜感應電勢凰方向致，電磁轉(zhuǎn)短工m與電樞旋轉(zhuǎn)方向相反，是制動轉(zhuǎn)短。在電動機中，電磁轉(zhuǎn)短工m與電樞旋

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