負載時直流電機的磁場―電樞反應(yīng)

負載時直流電機的磁場―電樞反應(yīng)直流電機負載后，電樞繞組有電流通過,并產(chǎn)生電樞磁場。

負載時氣隙磁場由主磁場和電樞磁場共同作用

電樞磁場會對主磁場產(chǎn)生肯定的影響，這一影響稱為電樞反應(yīng)。

電樞反應(yīng)會使得每極磁通發(fā)生變化，也會使氣隙磁場發(fā)生畸變，從而影響電機的性能。

一、電樞磁勢的分布

電樞磁勢的分布與電樞電流的分布有關(guān)。

電樞電流的方向由電刷來界定。圖中電刷以上電流為流入紙里，電刷以下為流出紙面。

這樣的電流分布所產(chǎn)的磁力線如圖所示。（右手定則）

可見，電樞磁勢的軸線總是與和電刷接觸的導(dǎo)體的連線重合?；蛘哒f電刷位置打算了電樞磁勢的軸線。

當(dāng)電刷與處于幾何中性線上的導(dǎo)體相接觸時，電樞磁勢的軸線在交軸方向。并把這一磁勢稱為交軸電樞反應(yīng)磁勢。

設(shè)直軸線與電樞外圓的交點為0點，在距0點為x處作一閉合磁力線回路。該閉路包圍的電流數(shù)即為總磁勢Fa。

電樞表面單位長度上的安培導(dǎo)體數(shù)稱為電機的線負荷A,A=Nia/(πDa)。

x處閉路上的總磁勢Fa(x)=A*2x,忽視鐵心磁阻，則每個氣隙消耗的磁勢為Fa(x)=Ax(-t/2xt/2)

上式為一個極距的電樞磁勢分布，將一對極的電樞磁勢波形畫出，（忽視齒槽影響）將得到三角波。

二、電樞磁勢單獨產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度的分布：

Ba(x)=μ0Fa(x)/δ

該磁密由磁勢和氣隙共同打算。

極面下氣隙基本不變，磁密正比于磁勢；

兩極之間的區(qū)域內(nèi)，氣隙變大，磁密快速減小。一個周期的磁密波形呈馬鞍形。

三、電樞磁場與勵磁磁場（主磁場）的合成及電樞反應(yīng)

主磁場為平頂波，電樞磁場為馬鞍形波。

在一個極距內(nèi)相加時，一半極距內(nèi)磁密加強，另一半極距內(nèi)磁密減弱。

假如電機的磁場不飽和，則半個極距內(nèi)增加的磁通量與另半個極距內(nèi)削減的磁通量相等。即每極總磁通Φ與空載時一樣。

實際上由于飽和，使得每極磁通總體上有所削減。

由圖可知，原來的磁場發(fā)生了畸變，0點發(fā)生了位移。

（交軸）電樞反應(yīng)：氣隙磁場發(fā)生畸變（對發(fā)電機而言

前極端去磁、后極端增磁；而對電動機而言則為前極端增磁、后極端去磁）；每極磁通削減。此反應(yīng)會對電機性能產(chǎn)生不良影響。

四、直軸電樞反應(yīng)

電樞磁勢的軸線總是與和電刷接觸的導(dǎo)體的連線相全都。

當(dāng)電刷與幾何中性線上的導(dǎo)體相接觸時，電樞磁勢的軸線也處于幾何中性線上，即與主極軸線正交，稱其為交軸電樞磁勢。

以上爭論的實際上是交軸電樞反應(yīng)。

假如將電刷位置逆時針移動β角，則電樞磁勢可分為兩部分。

2β范圍內(nèi)的磁勢為直軸電樞磁勢Fad。

(π-2β)角度內(nèi)的磁勢為交軸電樞磁勢Faq。

直軸電樞磁勢的作用為：

1.對發(fā)電機來說，電