《电机学》第二篇 第2章 直流电机基本理论——四大方程式：磁场、电势、转矩、功率与损耗

磁：磁场：励磁方式、空载时的磁场分布、负载时的电枢反应

电：感应电势：电势公式、电势方程式

电磁转矩：转矩公式、转矩平衡方程式

功率与损耗：损耗分析、功率平衡方程式

---

一、磁：磁场：励磁方式、空载时的磁场分布、负载时的电枢反应

• 励磁方式：直流电机励磁绕组的接线方式，即励磁绕组和电枢绕组如何连接。

直流电机的励磁方式：

1.他励：分别由独立直流电源供电

2.并励

3.串励：串励发电机：电压不稳定，不常用                     

              串励电动机：牵引电机常用  

4.复励：长复励、短复励（都包括加复励、差复励）

• 空载时的主磁场分布：

磁通密度B：平顶波

磁路：         主磁极1  气隙1  电枢齿1      电枢轭    电枢齿2   气隙2   主磁极2        定子轭

• 负载时的电枢磁场

           电枢反应：电枢磁场对主磁场的影响

磁势F      ：三角波                     

磁通密度B：马鞍形

     电枢反应不但使气隙磁场畸变，而且具有一定的去磁作用，因此会给电机性能带来影响

• 合成磁场：主磁场 + 电枢磁场

交轴电枢反应 ：

1、电枢反应有一定的饱和去磁作用

2、发电机：前极端：去磁作用，后极端：增磁作用

     电动机：前极端：去磁作用，后极端：增磁作用

直轴电枢反应 ：

     直轴电枢磁势作用：

               发电机：电刷顺转向偏移 去磁，逆转向偏移 增磁

               电动机：电刷顺转向偏移 增磁，逆转向偏移 去磁

总结：

     顺着发电机方向：去磁

     顺着电动机方向：增磁

 

---

四大公式：

感应电势：Ea=Ce n φ

电势平衡方程式： 发电机 Ea = U + IaRa + 2△Us       正电势                               制动转矩  

                              电动机 U   = Ea + IaRa + 2△Us     反电势（反电流）U>Ea    拖动转矩 

               Ra  = 电枢绕组R + 换向极绕组R + 补偿绕组R +  串励绕组R 

               △Us = 电刷接触电阻 接触压降

转矩        ： T = CT n Ia

转矩平衡方程式： 电动机 T  = T2 + T0

功率平衡方程式：P1 = P2 + △p

电磁功率           ：PM = T Ω = Ea Ia

损耗——功率流程图：

发电机：

                                    机械损耗pm  铁芯损耗pFe 附加损耗p△       励磁损耗pf 电阻损耗pa 电刷接触损耗pb

      输入机械功率P1    电磁功率PM                                                 输出电功率P2

电动机                         励磁损耗pf 电阻损耗pa 电刷接触损耗pb      机械损耗pm  铁芯损耗pFe 附加损耗p△ 

      输入电功率P1        电磁功率PM                                                 输出机械功率P2