第?章直流电动机 用如图7-7(a)所示的简化模型代替直流电动机 N N F A b S (b) 图7-7直流电动机的转动模型
第 7 章 直 流 电 动 机 用如图7 - 7（a）所示的简化模型代替直流电动机。 图7-7 直流电动机的转动模型
第?章直流电动机 当接通电源U时,直流电流将从a边流入,b边流出,由安 培定律可知线圈a边和b边将受到一对大小相等、方向相反的电 磁力作用,其方向由左手定则确定,如图Z-7④b)所示。由 于这对电磁力不在一条直线上,因此它们将形成一个电磁转矩, 使电动机的转子沿逆时针方向加速旋转。当电磁转矩与阻力转 矩平衡时,转子的转速才稳定下来。 由于换向片随转子一起转动,当线圈a边旋转至S磁极附近, b边旋转至N磁极附近时,转子线圈ab中的直流电流将改变方向。 此时,电流从线圈a边流出,b边流入,而电磁力和电磁转矩的 方向不变,这就保证了转子的连续转动。可见,转子线圈a、b 每旋转半圈,其中的直流电流就改变一次方向,相当于转子线 圈接入的是交流电。这正是换向器产生的效果
第 7 章 直 流 电 动 机 当接通电源U时，直流电流将从a边流入，b边流出，由安 培定律可知线圈a边和b边将受到一对大小相等、方向相反的电 磁力作用，其方向由左手定则确定，如图7 - 7（b）所示。 由 于这对电磁力不在一条直线上，因此它们将形成一个电磁转矩， 使电动机的转子沿逆时针方向加速旋转。当电磁转矩与阻力转 矩平衡时，转子的转速才稳定下来。 由于换向片随转子一起转动，当线圈a边旋转至S磁极附近， b边旋转至N磁极附近时，转子线圈ab中的直流电流将改变方向。 此时，电流从线圈a边流出， b边流入，而电磁力和电磁转矩的 方向不变，这就保证了转子的连续转动。可见，转子线圈a、b 每旋转半圈，其中的直流电流就改变一次方向，相当于转子线 圈接入的是交流电。这正是换向器产生的效果
第?章直流电动机 2.基本物理量 1)磁转矩M 直流电动机的转子之所以能转动是因为转子线圈受到电 磁转矩的作用。电磁转矩是主磁场与转子电流相互作用产生 的转矩。它是一个重要的物理量,反映了直流电动机的机械 输出功率的大小和拖动负载的能力,一般用M表示。下面我 们通过物理概念来建立M的定量计算公式。 电磁转矩M是由所有转子线圈受到的电磁力共同产生的 效果。因M与F成正比,由式(7.1)可知 F=Bll
第 7 章 直 流 电 动 机 2． 基本物理量 1） 磁转矩M 直流电动机的转子之所以能转动是因为转子线圈受到电 磁转矩的作用。 电磁转矩是主磁场与转子电流相互作用产生 的转矩。 它是一个重要的物理量，反映了直流电动机的机械 输出功率的大小和拖动负载的能力，一般用M表示。下面我 们通过物理概念来建立M的定量计算公式。 电磁转矩M是由所有转子线圈受到的电磁力共同产生的 效果。 因M与F成正比，由式（7.1 F = BlI
第?章直流电动机 式中,B是每个磁极之下的平均磁感应强度,它与每个 磁极下的磁通量Φ成正比,I是每根转子线圈中流过的电流, 与经电刷流入转子线圈的总电流成正比,l是转子线圈的有 效长度,对于特定的电动机来说,它是一个常数。因此,我 们可以得到计算电磁转矩M大小的公式为M=CMn(73) 式中,C是一个反映直流电动机电磁结构的常数,它 与磁极对数,转子线圈的数目等有关,通常称为转矩常数 当的单位用A(安培),φ的单位用Wb(韦伯时,M的单位为 Nm(牛米)。 式(7.3)说明,当直流电动机转动时,电磁转矩的大 小与磁通量Φ、转子电流Ⅰ成正比,方向根据磁通量Φ和转 子线圈电流la两者的方向按左手定则确定
第 7 章 直 流 电 动 机 式中，B是每个磁极之下的平均磁感应强度，它与每个 磁极下的磁通量Φ成正比，I是每根转子线圈中流过的电流， 与经电刷流入转子线圈的总电流成正比，l是转子线圈的有 效长度，对于特定的电动机来说，它是一个常数。因此， 我 们可以得到计算电磁转矩M大小的公式为 M=CMΦIa （7.3） 式中，CM是一个反映直流电动机电磁结构的常数，它 与磁极对数，转子线圈的数目等有关，通常称为转矩常数。 当Ia的单位用A(安培)，Φ的单位用Wb(韦伯)时，M的单位为 N·m(牛·米)。 式（7.3）说明，当直流电动机转动时，电磁转矩的大 小与磁通量Φ、 转子电流Ia成正比，方向根据磁通量Φ和转 子线圈电流Ia两者的方向按左手定则确定
第?章直流电动机 2)感生电动势E 由式(72)可知,转子绕组每根导线中的感生电动势的大小为 e=Bv,其方向由右手定则确定。当转子逆时针旋转时,感生电动势e 的方向如图7-8所示,它与转子线圈中的电流方向相反,是反电动势。 其中,ν是运动导体的线速度,正比于转子的转速n;B是每个磁极的 平均磁感应强度,正比于每极的磁通量φ。由于直流电动机的转子绕 组是由许多匝线圈按一定规律并联而成,因此转子绕组中产生的总感 应电动势E与每根导线中的感生电动势e成正比。由此可以得到计算感 生电动势的公式为 E=C..(7.4 式中,CE是由电动机结构决定的常数,称为电动势常数。若φ的单位 用Wb,n的单位用r/min,则E的单位为V。式(74)表明转子绕组中 感生电动势E的大小与每个磁极的磁通量Φ和转子的转速n成正比
第 7 章 直 流 电 动 机 2） 感生电动势E 由式（7.2）可知，转子绕组每根导线中的感生电动势的大小为 e=Bvl，其方向由右手定则确定。当转子逆时针旋转时，感生电动势e 的方向如图7 - 8所示， 它与转子线圈中的电流方向相反，是反电动势。 其中，v是运动导体的线速度，正比于转子的转速n；B是每个磁极的 平均磁感应强度，正比于每极的磁通量Φ。由于直流电动机的转子绕 组是由许多匝线圈按一定规律并联而成，因此转子绕组中产生的总感 应电动势E与每根导线中的感生电动势e成正比。由此可以得到计算感 生电动势的公式为 E=CEΦn （7.4 式中，CE是由电动机结构决定的常数，称为电动势常数。若Φ的单位 用Wb， n的单位用r/min，则E的单位为V。式（7.4）表明转子绕组中 感生电动势E的大小与每个磁极的磁通量Φ和转子的转速n成正比