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電樞反應對電機的影響
2025-01-16

             電樞是電動電機中裝有導線的部件,由于導線通過磁極片間磁場的相對運動,引起在導線中感應的電流(如在發(fā)電機中那樣)或由于電流通過導線引起磁感應,使它在這磁場中轉(zhuǎn)動(如在電動機中那樣)。 只有直流電機有電樞, 電樞包括電樞鐵心和電樞繞組,電樞繞組是直流電機的電路部分,也是感生電勢、產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩進行機電能量轉(zhuǎn)換的部分(發(fā)電機是機械能轉(zhuǎn)換成電能)。電樞鐵心既是主磁路的一部分有時電樞繞組的支撐部件,電樞繞組就嵌放在電樞鐵心的槽內(nèi)。 交流電機為轉(zhuǎn)子。 直流電機和交流電機的感生電樞的原理大致相同,直流電機電樞繞組內(nèi)的電流也是交流的,要通過換向器輸出才是直流的。 交流電機分為感應電機(異步機)和同步電機,感應電機按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)分為鼠籠型轉(zhuǎn)子和繞線型轉(zhuǎn)子,感應電機是定子繞組產(chǎn)生磁場,轉(zhuǎn)子繞組進行機電能量轉(zhuǎn)換。 同步電機是轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生磁場,定子繞組進行機電能量轉(zhuǎn)換。   當電樞繞組中沒有電流通過時,由磁極所形成的磁場稱為主磁場,近似按正弦規(guī)律分布。當電樞繞組中有電流通過時,繞組本身產(chǎn)生一個磁場,稱為電樞磁場。電樞磁場對主磁場的作用將使主磁場發(fā)生畸變,產(chǎn)生電樞反應;  ?。?)純電阻性負載時的電樞反應   電樞磁場的電動勢與電流相位相同,電樞磁場使主磁場發(fā)生畸變,一半加強,一半削弱;  ?。?)純電感性負載時的電樞反應   電樞磁場的電流滯后于電動勢90度,電樞磁場產(chǎn)生的電動勢與主磁場產(chǎn)生的電動勢方向相反,因此削弱了主磁場電動勢,這就是為什么三相電路中含有電感性元件時電壓下降的原因;這時叫做縱軸去磁電樞反應   (3)純電容性負載時的電樞反應   電樞磁場的電流超前于電動勢90度,因電樞磁場與主磁場成90度,電樞磁場產(chǎn)生的電動勢與主磁場產(chǎn)生的電動勢方向相同,因此加強了主磁場電動勢,這就是為什么三相電路中含有電容性元件時端電壓上升的原因;這時叫做縱軸輔助磁電樞反應。   電樞反應的性質(zhì)   電樞反應分為直軸電樞反映和交軸電樞反應 對稱負載時,電樞磁動勢對主極磁場基波產(chǎn)生的影響,這種現(xiàn)象稱為電樞反應。 它的主要性質(zhì)就是去磁增磁和無影響(這都是對主磁通來說的)   負載時直流電機的磁場――電樞反應   直流電機負載后,電樞繞組有電流通過,簡稱電樞磁場,而電樞磁場對主磁場的影響就稱為電樞反應。具體分析如下: 當電機帶上負載后,電樞繞組中有電流通過,電樞電流將產(chǎn)生電樞磁動勢,此時電機的氣隙磁場由主磁場和電樞兩個磁場共同決定。電樞磁動勢的出現(xiàn),使氣隙磁場發(fā)生畸變,即電樞反應。在直流電機中,不論電樞繞組是哪種型式,各支路電流都是通過電刷引入獲引出,因此電刷是電樞表面上電流分布的分界線。電樞磁勢的軸線總是與電刷軸線相重合。   1、交軸電樞磁勢Faq   電樞磁場如左圖,若電樞上半周的電流為流出,下半周為流入,根據(jù)右手螺旋定則,該電樞磁動勢建立的磁場如虛線所示。從圖可見,電樞磁動勢的軸線總是與電刷軸線重合。與主極軸線正交的軸線通常稱為交軸,與主極軸線重合的軸線稱為直軸;所以當電刷位于幾何中性線上時,電樞磁動勢時交軸電樞磁動勢。   上圖是直流電機電流分布和電樞磁場情況示意圖,為便于分析讓其展開成右圖。   設直軸線上與電樞外圓的交點為0點,在距0點的 x 處作一閉合磁力線回路。   據(jù)安培回路定律研究該閉路,該閉路可包圍的總電流數(shù)即為總磁勢Fa:因為設 A 是沿電樞表面周長方向單位長度上的安培導體數(shù): Zaia   A=-------(安培導體數(shù)/cm)   Za――電樞繞組的總導體數(shù);   D――電樞外徑;   ia――電樞電流   則閉路總磁勢為Fa=2xA ,略去鐵內(nèi)磁阻則每個氣隙所消耗的磁勢為Faq=A×x。   交軸電樞磁勢Faq(x)的分布為呈三角波(略去齒槽影響時),則電樞磁密的分布波形是――“馬鞍形”波。如上右圖ba(x)。                    

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