直流电机的励磁方式及磁场电工基础知识介绍

一、直流电机的励磁方式

直流发电机的主要励磁方式是他励式、并励式和复励式

（一）他励直流电机

1)主磁通Φm同时与励磁绕组和电枢绕组相交链

2)漏磁通Φ1σ交链励磁绕组本身，不和电枢绕组相交链

3)空载磁密分布

不计齿槽影响，直流电机空载时，其气隙磁场(主磁场)的磁密分布波形如图所示

图1-23直流电机空载磁密分布

4)磁化曲线

主磁通Φm与励磁磁通势Ff0或励磁电流If0的关系称为电机的磁化曲线

表明电机磁路的特性

电机的磁化曲线可以通过电机磁路计算去求得

(1)主磁通所经过的磁回路

由主磁极铁心、气隙、电枢齿、电枢铁心和磁轭等五部分组成

因为铁磁材料的B—H曲线是非线性的，磁导率不是常数，

使得Φm=f(Ff0)的关系也是非线性的

(2)磁化曲线

电机磁化曲线的形状和所采用的铁磁材料的B—H曲线相似

图1.3.6电机磁化曲线

三.直流电机负载时的磁场和电枢反应

1.负载时磁场

电机带上负载以后，电枢绕组内流过电流，还会形成磁通势，该磁通称为电枢磁通势。所以，负载时电机中气隙磁场是由励磁磁通势和电枢磁通势共同建立。由此可知，在直流电机中，从空载到负载，其气隙磁场是变化的

2.电枢反应

1)电枢磁通势对励磁磁通势所产生气隙磁场的影响称为电枢反应
为画图简单起见，元件边只画一层，认为电枢是光滑的，
并考虑某一极性下元件中流过电流同一方向，得电枢磁场分布，

图1.3.7电枢磁势产生的磁场分布

可见磁极几何中性线处电枢反应磁势最大。

2)单个电枢磁势分布展开图

图1.3.8单个电枢元件产生的磁场分布

3)多个电枢磁势分布展开图

讨论时考虑电刷处于几何中性线时，得磁势分布图

1.3.9三个电枢元件产生的磁场分布

4)电枢反应

再考虑主磁场的作用，可得考虑电枢反应后气隙磁场分布

图1.3..10考虑电枢反应后气隙磁场分布

由此可见:电枢反应磁通势轴线的位置总是与电刷轴线重合

当电刷处于几何中性线时，电枢反应磁势与磁极轴线互相垂直

5)电枢反应使气隙磁场发生了畸变，电枢磁场使主磁场一半削弱，另一半加强，并使电枢表面磁密等于零处离开了几何中性线。

6)电磁反应呈去磁作用

*在磁路不饱和时

主磁场削弱的量与加强的量恰好相等。

*在磁路临界饱和时

增磁会使半个极下饱和程度提高，铁心磁组增大，另外半个极下饱和程度减小，铁心磁组减小。因磁路临界饱和，从而使实际的合成磁场曲线要比不计饱和时略低。增加的磁通数量就会小于磁通减少的数量。

*结论

电枢反应的另一个结果是电机负载情况下每极磁通有所下降