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直流电机感应电组感应电动势

发布时间:2019-02-21 19:38      浏览次数:
直流电机感应电组感应电动势
电枢旋转时,电枢绕组切割气隙磁场,就会感应电动势。为便于计算,假设电枢表面光滑无齿,电枢绕组元件均匀地分布在电枢表面,绕组为整距元件,凯发k8网址位于换向器几何中性线上。不计被凯发k8网址短路的元件导体数。
电枢绕组感应电动势是指正、负凯发k8网址间支路的感应电动势。而每一条支路中的串联导体数为N/2a。组成叠绕组每条支路的上元件边(即导体)均匀地分布在一个磁极下,下元件边均匀地分布在另一不同极性的磁极下;而组成波绕组每条支路的上元件边均匀地分布在同一极性的磁极下,下元件边均匀分布在不同极性的磁极下。因此,每根导体的感应电动势ei=Bδ(x)ilv各不相同,每条支路电动势等于支路中各条串联导体的电动势之和,即(2-20)式中:eiM是支路中第i根导体的感应电动势,Bδ(x)i为第i根导体处的气隙磁通密度值。
气隙磁场Bδ(x)i在不同空间位置数值是不一样的,尤其是在负载运行时,如图2-33(b)所示,所以实际计算感应电动势时就会非常不便。由于每条支路的导体均匀分布在磁极下,因此用平均磁密Bav替代实际磁密Bδ(x)i,每根导体感应的平均电动势ei=eav=Bavlv。则每条支路,即电机的感应电动势(2-21)式中:Bav为一个极距内的磁通密度平均值,即
为电枢表面的线速度。将它们代入式(2-21)得
(2-22)式中:
称为电动势常数,当Φ的单位为Wb,n的单位为r/min时,感应电动势E的单位为V。

图2-33 每极下气隙磁通密度的分布曲线
式(2-22)就是直流电机电枢绕组支路感应电动势的计算公式。由式中可以看出,当直流电机制成后,电枢电动势仅与每极磁通和转速有关,而与每极下磁密分布状态无关。当绕组为短距元件时,在一个支路中有部分元件的两有效边的电动势相互抵消,使导体的平均电动势减少,因此电枢绕组的电动势也随之减少,但直流电机中短距是很小的,故短距对电枢电动势的影响不大。当凯发k8网址在换向器几何中性线上时,电枢电动势最大;如凯发k8网址偏离几何中心线时,支路中也有部分导体的电动势相互抵消,电枢绕组的电动势也将减小。
式(2-22)是计算电机负载运行时的电枢电动势,如要计算空载时的电枢电动势,则应采用如图2-33(a)所示的空载时气隙磁通密度分布曲线对应的每极磁通量Φ。


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