分析直流电机的空载磁场

2019-09-06 08:02

　　由工作原理可知，直流电机在正常工作时必须有磁场，电枢绕组切割磁场才能产生感应电动势。电枢电流在磁场中受力才能产生电磁转矩，从而才能实现机电能量的转换。因此，要弄清直流电机的工作原理和牛社胜，就必须对直流电机的磁场悄况有一个正确的了解。为此，先来分析直流电机空载时的磁场，它是由励磁绕组通人励磁电流产生的，是直流电机中最主要的磁场。

　　1、直流电机的磁化曲线

　　空载时，步进电机只有主磁极的励磁绕组流过励磁电流产生的磁场。一个主磁极的磁动势为F=Nflr，式中，N，是励磁绕组的匝数l，是直流励磁电流。这一磁动势在磁路中产生的磁通可分为主磁通巾和漏磁通汽两部分。

　　两相步进电机主磁通走主磁路，其路径从N极铁芯出发，经气隙进人电枢齿部，然后进人电枢扼，经相邻的S极下电枢齿，再经气隙进人S极铁芯，然后由定子扼回到N极形成闭合回路。主磁通与电枢绕组交链，占总磁通的80%以上。

　　漏磁通走翻磁路闭合，不进人电枢，仅交链励磁绕组自身，不与电枢绕组交链，不参加机电能量的转换，不能在电枢绕组中产生感应电动势，也不能产生电磁转矩，只增加磁极的饱和程度。翻磁通一般不超过总磁通的20%。

　　电枢绕组是直流电机的核心部件。在电机的机电能量转换过程中起着重要的作用，对步进电机技术经济指标和运行性能有很大的影响。因此，对电枢绕组有一定的要求，主要有在能通过规定的电流和产生足够大的感应电动势及电磁转矩的前提下，所消耗的有效材料(包括导线和绝缘)最省、强度(机械、电气和热强度)高、运行可靠、结构简单，下线方便等。

　　直流电机电枢绕组的形式很多，步进电机按其绕组元件和换向器的连接方式不同，可以分为单登绕组、单波绕组和混合绕组。其中最基本的形式是单迭绕组和单波绕组。

　　2、几何中性线

　　几何中性线是相邻两个主磁极之间的几何分界线，它到两个主磁极轴线的距离相等。

　　3、极距

　　极距用符号r表示，是相邻两个主磁极沿电枢圆周表面最度的圆弧距离，它等于相邻两个极轴线或相邻两个几何中性线之间沿电枢表面量度的弧长。常用榕数表示，如果电枢梢数为Z，极对数为P(主磁极极数为ZP)，以槽数表示的极距(2一11)

　　4、绕组元件

　　绕组元件是两端分别与两个换向片相连接的单匝或多匝线圈。绕组元件是电枢绕组的基本单元。

　　每个元件有两个放在电枢槽中能切割磁场产生感应电动势的有效边，称为元件边，在枯外部分不产生感应电动势，只起连接作用，称为端接部分。为便于嵌线，每个元件的一个元件边放在一个槽的上层，另一个元件边放在另一梢的下层，形成直流电枢绕组的双层结构。

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