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分析直流電機的空載磁場

2019-09-06 08:02
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  由工作原理可知,直流電機在正常工作時必須有磁場,電樞繞組切割磁場才能產生感應電動勢。電樞電流在磁場中受力才能產生電磁轉矩,從而才能實現機電能量的轉換。因此,要弄清直流電機的工作原理和牛社勝,就必須對直流電機的磁場悄況有一個正確的了解。為此,先來分析直流電機空載時的磁場,它是由勵磁繞組通人勵磁電流產生的,是直流電機中最主要的磁場。
  1、直流電機的磁化曲線
  空載時,步進電機隻有主磁極的勵磁繞組流過勵磁電流產生的磁場。一個主磁極的磁動勢為F=Nflr,式中,N,是勵磁繞組的匝數l,是直流勵磁電流。這一磁動勢在磁路中產生的磁通可分為主磁通巾和漏磁通汽兩部分。
  兩相步進電機主磁通走主磁路,其路徑從N極鐵芯出發,經氣隙進人電樞齒部,然後進人電樞扼,經相鄰的S極下電樞齒,再經氣隙進人S極鐵芯,然後由定子扼回到N極形成閉合回路。主磁通與電樞繞組交鏈,占總磁通的80%以上。
  漏磁通走翻磁路閉合,不進人電樞,僅交鏈勵磁繞組自身,不與電樞繞組交鏈,不參加機電能量的轉換,不能在電樞繞組中產生感應電動勢,也不能產生電磁轉矩,隻增加磁極的飽和程度。翻磁通一般不超過總磁通的20%。
  電樞繞組是直流電機的核心部件。在電機的機電能量轉換過程中起著重要的作用,對步進電機技術經濟指標和運行性能有很大的影響。因此,對電樞繞組有一定的要求,主要有在能通過規定的電流和產生足夠大的感應電動勢及電磁轉矩的前提下,所消耗的有效材料(包括導線和絕緣)最省、強度(機械、電氣和熱強度)高、運行可靠、結構簡單,下線方便等。
  直流電機電樞繞組的形式很多,步進電機按其繞組元件和換向器的連接方式不同,可以分為單登繞組、單波繞組和混合繞組。其中最基本的形式是單迭繞組和單波繞組。
  2、幾何中性線
  幾何中性線是相鄰兩個主磁極之間的幾何分界線,它到兩個主磁極軸線的距離相等。
  3、極距
  極距用符號r表示,是相鄰兩個主磁極沿電樞圓周表麵最度的圓弧距離,它等於相鄰兩個極軸線或相鄰兩個幾何中性線之間沿電樞表麵量度的弧長。常用榕數表示,如果電樞梢數為Z,極對數為P(主磁極極數為ZP),以槽數表示的極距(2一11)
  4、繞組元件
  繞組元件是兩端分別與兩個換向片相連接的單匝或多匝線圈。繞組元件是電樞繞組的基本單元。
  每個元件有兩個放在電樞槽中能切割磁場產生感應電動勢的有效邊,稱為元件邊,在枯外部分不產生感應電動勢,隻起連接作用,稱為端接部分。為便於嵌線,每個元件的一個元件邊放在一個槽的上層,另一個元件邊放在另一梢的下層,形成直流電樞繞組的雙層結構。

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