的方向相反,则有e=-U。
图12 右手判断方法
电磁感应原理,磁通的变化也能产生感应电动势。对电动机的工作过程进行分析:要进一步了解电动机的工作原理。
电动机主要是由磁场、励磁绕组、换向器、电枢等组成。通过对其工作特性的分析,进一步了解其工作原理。
磁场:在图13中, S和N是一对静止的磁极,在电动机运行过程中产生磁场,磁感应强度为正弦分布在圆的四周。
励磁绕组:发电机中,一般容量较小的发电机磁极,都是采用永久磁铁。容量较大的发电机磁场,都是采用直流电流的铁心绕组所产生的磁场。励磁绕组是用来形成N极和S极的绕组,称励磁绕组中的电流为励磁电流,用If表示。
电枢绕组: N和 S极之间,在圆柱形铁心上绕着的线圈称为电枢绕组。并称电枢绕组中的电流为电枢电流,用Ia表示。
换向器:换向器是由电枢绕组两端接在换向片上所组成的。换向器外面装有电刷。
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图13 换向器
电枢:电枢是电动机的旋转部分,由铁心、电枢绕组和换向器组成 当发电机电枢电流增加时,电磁转矩和输出功率也随着电流的增加而增加,这时原动机的输入机械功率也增大,这样能使转矩和功率之间保持平衡。由此分析得到,当发电机对外输出电功率时,原动机将需要输出机械功率给发电机,发电机的作用是将机械能转换为电能并输出给负载。
直流电动机的工作原理:电磁力定律,在磁场中的载流导体将会受到磁场力的作用,当载流导体和磁场之为垂直关系时,则导体所受的电磁力的大小如公式(7)所示。
f=B鈭檒鈭橧 (7)
可以通过左手定则来确定力的方向,左手定则方法如图14所示。
图14 左手定则
3.2 直流电动机的运行特性
直流电动机主要分为并励电动机和串励电动机,以下对并励电动机和串励
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电动机做一个简单的介绍。
并励电动机的运行特性,在电动机运行时,电枢电压为额定电压UN,当负载产生变化时,电动机的电枢电流、电磁转矩、转速和输出功率,这四个变量的关系,构成了电动机的工作特性和机械特性。
并励电动机的接线图如图15所示。
工作特性是指电动机的端电压U=UN和励磁电流If=IfN时,则其工作特性可以表示为n、Te、
。n表示的是电动机的转速,Te表示的是电磁转矩、
表示的是效率η和输出功率P2的关系。其曲线变化规律如图16所示。
图15 并励电动机的接线图
机械特性是指U=UN,Rf为常值时,电动机转速,和电磁转矩的关系,关系为n=f(Te)。机械特性规律如图17所示。
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图16 并励电动机的工作特性
串励电动机的运行特性,接线图如图X所示,其工作特性是指U=UN时,n、Te、
或者n、Te、
。其工作特性曲线如图X所示,机械特性
曲线如图18所示。
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图17 并励电动机的机械特性
图18 并励电动机的工作特性
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