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直流电机的基本理论

一、直流电机的磁场

当励磁绕组通人励磁电流店，产生的气隙磁势称为励磁磁势，由励磁磁势作用在电机的磁路中形成的磁场称为励磁磁场。〔a)所示为两极

的励磁磁场，磁感应强度在主磁极与转子之间的气隙中基本相同，离开极面后逐渐减弱。

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直流电机在运行时，电柜绕组中流过电枢电流，电枢电流产生的磁势称为电枢磁势，电枢磁势产牛的磁场称为电枢磁场。电枢磁场它以主

磁极的中心线为界，一半与励磁磁场的方向相同，另一半相反。

二、电枢反应

直流电机工作时总的磁场是由励磁磁势和电枢磁势共同作用形成的合成磁势所建立的。空载时，电枢绕组中没有电流，合成磁势就是励磁

磁势，励磁磁场就是总磁场；负载后，电枢绕组流过电枢电流，产生电枢磁势，使得合成碰势与总磁场发生改变，电枢磁势对总磁场的影响称

为电枢反应。

负载后，合成磁势产生的总磁场(c)所示，比较(a)与(c)可以看出电枢反应的作用：

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(1)使每个主磁极F的磁场一半被加强，一半被削弱。在磁路末饱和时，增加的量等于减少的量，合成磁密平均值不变，每极磁通的大小不

变。磁路饱和时，增加的量比减少的量小，因此合成磁密的平均值减少，每极磁通值减少。

(2)磁场被扭歪，使磁场的物理中心线与几何中心线不重合。与空载相比，几何中心线处的磁场不再为零。

三、电枢感应电势与电磁转短

(一)电框感应电势

电枢感应电势是电枢绕组切割气隙合成磁场而产生的正、负电刷之间的感应电势，其数值为一条文路中所有导体电势的总和。

(二)电磁转矩

以上讨论了电枢感应电势和电磁转矩的大小和方向，文际上电枢感应电势不只存在于发电机中，电磁转矩也不只是存在于电动机巾，它们

同时存和于发电机或电动机中。

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直流发电机工作原理图巾，原动机拖动电抠逆时针方向旋转，在电枢中户牛感应电势，当外电路接通负载后，则电枢导体中流过的电流方

向与感应电势的方向一致。这时载流的电枢导体在磁场中受力，产生电磁转短Tm，其方向与原动机拖动转短7l方向相反，为顺时针方向，对屯

枢起制动作用，是制动转矩，原动机必须克服这个制动性质的电磁转矩的作用，才能使发电机发出电来。

流电动机工作原理图中，在外加电压作用下，电枢绕组中流过电流，载流的电枢绕组在磁场个受力产牛的电磁转矩，使电动机逆时针方向

旋转，旋转着的电枢导体切割磁场产生感应电势，其方向与电枢电流方向相反，外加电压必须克服这个反电势的反抗作用，才能向电枢输入电

流，产生电磁转矩，佼电动机旋转起来。

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在发电机巾，电枢电流Ju与电柜感应电势凰方向致，电磁转短工m与电枢旋转方向相反，是制动转短。在电动机中，电磁转短工m与电枢旋

转方向n一致，是拖动转矩，电枢感应电势c*与电枢电流Ji方向相反，是反电势。