1、第二十一章 直流电机的运行原理 第一节直流电机空载运行磁场第二节直流电机负载运行时电枢磁场第三节 直流电机的电枢反应第四节 电枢绕组的感应电动势和直流电机的电磁转矩第五节 稳态运行时直流电机的基本方程式2018/5/8 1第一节 直流电机空载运行磁场 v 直流电机空载是指电机对外没有功率输出、不带负载时的空转状态。v 直流电机空载时，励磁绕组内通直流励磁电流，电动机电枢电流很小可忽略，而发电机电枢电流为零，此时电机气隙磁场是由励磁绕组通直流电流产生的磁动势决定。 2018/5/8 2图图 21-1 直流电机主磁极磁路直流电机主磁极磁路 2018/5/8 3一 .磁通与磁动势 v 励磁绕组通电流
2、，形成主磁极 N、 S交替分布。从一对极来看，如图 21-1所示，其中绝大部分磁通经主磁极（ N极）、气隙、电枢齿、电枢铁心、电枢齿、气隙、另一主磁极（ S极）、定子磁轭回到主磁极（ N极），形成闭合通路，这部分磁通同时交链励磁绕组和电枢绕组，称主磁通 0。主磁通随电枢旋转产生感应电动势和电磁转矩，参与机电能量转换，是工作磁通。 2018/5/8 4v 还有一小部分磁通不交链电枢绕组，仅与励磁绕组自身链绕，称漏磁通 ，漏磁通不穿过电枢表面，不参加机电能量转换。v 主磁通通过的磁路称主磁路，主磁路中气隙较小，故磁阻较小；漏磁通通过的磁路称漏磁路，漏磁路中空气隙较大，磁阻大，所以，漏磁通比主磁通小
3、得多，约占主磁通的 1520% 左右。 2018/5/8 5v 设产生主磁通的每对极的励磁磁动势为 Ff，由全电流定律有v 式中 Nf为励磁绕组匝数。v 根据图 21-1所示主磁通路径，可以考虑主磁通分作五段，每一段看着匀强磁场，所以式（ 21-1）积分为 2018/5/8 6五段分别为 :v 两个气隙，计算长度为 2，气隙磁动势为 F，气隙磁场强度为 H；v 两个电枢齿，计算长度为 2Lta，磁动势为 Fta，磁场强度为 Hta；v 一个电枢磁轭，计算长度为 Lja，磁动势为 Fja，磁场强度为 Hja；v 两个磁极，计算长度为 Lm，磁动势为 Fm，磁场强度为 Hm；v 一个定子磁轭，计算
4、长度为 2Lj，磁动势为 Fj，磁场强度为 Hj。 2018/5/8 7二 . 主磁场的分布 v 如果不考虑电枢表面齿槽效应，假设电枢表面是光滑的，气隙磁动势为 F， x处的气隙长度为 （ x），空载时的磁密用函数 B0(x)表示，根据磁路定律有 2018/5/8 8v 显然 ，v 由于主磁极范围内的气隙小，而且均匀， 0小且为常数，气隙磁密分布均匀；在主磁极极靴尖，气隙增大，磁密下降；在极靴尖外，气隙迅速增大，气隙磁密急剧下降，在相邻两极的空间分界线上，磁密降为零，我们称气隙磁密沿电枢表面空间分布的波形为平顶波，也可称之为钟形曲线，如图 21-2所以。 2018/5/8 9图 21-2 不计电枢齿槽影响的主磁场磁密分部曲线 2018/5/8 10
