| 直流電機(jī)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩的計(jì)算 |
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* 元件平均電勢(shì) * 支路電勢(shì)計(jì)算
一.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算
1.運(yùn)行時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)始終存在
電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)電樞元件中的電勢(shì)與電流方向（圖1.4.1）
圖1.4.1
直流電機(jī)無論作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行還是作發(fā)電機(jī)運(yùn)行，電樞繞組內(nèi)都感應(yīng)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì) , 這個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是指一條支路的電動(dòng)勢(shì)
2.如何計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的
要計(jì)算支路電動(dòng)勢(shì)，可先求出每個(gè)元件電動(dòng)勢(shì)的平均值，然后乘上每條支路串聯(lián)元件數(shù)，就可得出支路電動(dòng)勢(shì)
(一) 元件平均電勢(shì)
一根導(dǎo)體中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)可通過電磁感應(yīng)定律求得，其表達(dá)式為
e=Blv
式中B是一個(gè)主磁極下的平均氣隙磁通密度，
B與每極磁通Φ的關(guān)系為 Φ=Blτ
有此導(dǎo)出：
線速度v可以表示為：
有上式聯(lián)立可得每根導(dǎo)體的電動(dòng)勢(shì)為 
每條支路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為
 
為電動(dòng)勢(shì)常數(shù) ，當(dāng)電機(jī)做好后僅與電機(jī)結(jié)構(gòu)有 關(guān)；N為電樞導(dǎo)體總數(shù)。磁通Φ的單位為Wb，轉(zhuǎn)速的單位為r/min，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的單位為v。
上式表明直流電機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與電機(jī)結(jié)構(gòu)、氣隙磁通和電機(jī)轉(zhuǎn)速有關(guān)。當(dāng)電機(jī)制造好以后，與電機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù)Ce不在變化，因此電樞電動(dòng)勢(shì)僅與氣隙磁通和轉(zhuǎn)速有關(guān)，改變轉(zhuǎn)速和磁通均可改變電樞電動(dòng)勢(shì)的大小。
二、直流電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩
根據(jù)電磁力定律，當(dāng)電樞繞組中有電樞電流流過時(shí)，在磁場(chǎng)內(nèi)將受到電磁力的作用，該力與電機(jī)電樞鐵心半徑之積為電磁轉(zhuǎn)矩。一 根導(dǎo)體在磁場(chǎng)中所受電磁力的大小可用下式計(jì)算
 
為導(dǎo)體中流過的電流，Ia為電樞電流；a為并聯(lián)支路對(duì)數(shù)。
每根導(dǎo)體的電磁轉(zhuǎn)矩為
總的電磁轉(zhuǎn)矩為
式中，CT =  為轉(zhuǎn)矩常數(shù)，僅與電機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)；D =  為電樞鐵心直徑。
電樞電流的單位為A，磁通單位為Wb時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩的單位為
N·m。
從Ce與CT的表達(dá)式可以看出
CT =9.55Ce
由 Tem=CT ΦIa 可看出，制造好的直流電機(jī)其電磁轉(zhuǎn)矩僅與電樞電流和氣隙磁通成正比。 |
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