1、“.....直流系统经常被用于需要大范围发动机转速或精确控制发动机的输出量的场合。 直流电机的总貌如图所示。定子上有凸极,而且由个或几个励磁线圈励磁。气隙磁通量以磁极中心线为轴线对称分布。这条轴线叫做磁场轴线或直轴。 我们都知道,在每个旋转电枢线圈中产生的交流电压,经由与电枢联接的旋转的换 向器和静止 的电刷,在电枢线圈出线端转换成直流电压。换向器 电刷组合构成了个机械整流器,它形成了个直流电枢电压和 个 被固定在空间中的电枢 磁势波 形 。电刷的位置应使换向线圈也处于磁极中性区,即两磁极之间。这样,电枢磁势波的轴线与磁极 轴线相差 度 ,也就是在交轴上。在示意图中,电刷位于交轴上,因为这是线圈和电刷相连的位置。这样, 电枢磁势波的轴线也是沿着电刷轴线的 在实际电机中,电刷的几何位置大约偏移图例中所示位置 度,这是因为元件的 末端形状构成图示结果与换向器相连 ......”。
2、“.....转矩可以从磁场的观点分析得到。 转矩可以用每个磁极的直轴气隙磁通 和电枢磁势波的空间基波分量 相互作用的结果 来表示。在交轴上的电刷和这个磁场的夹角为 度,其正弦值等于 ,对于台 极电机 式 中带负号被去掉 因为转矩的正方向可以由物理的推论测定出来。锯齿电枢磁势波的空间基波是它最大值的 。代替上面的等式可以给出 其中 电枢外部点路中的电流 电枢绕组中总导体数 通 过绕组的并联支路数 及 其为个由绕组设计而确定的常数。 简单的单个线圈的电枢中的整流电压前在面已被讨论过。将绕组分散在几个槽中的效果可用图形表示......”。
3、“.....换向线圈边处于磁中性区。从电刷观察到的电压是电刷间所有串联线圈中整流电压的总和,在图中标以 的文波表示。 每个磁极用 个或更多换向片 ,可以使波动变得很小。从电刷中观测到平均产生的电压等于整流线圈电压的平均值的总和。电刷之间整流电压 ,即旋转电势为 为 常数。分布绕组的整流电压与集中绕组有相同的平均值,不同的是波动大大减低了。 在上面的 等式中,所有的变量都是 标准 国际单位制 。 这 个等式清楚地说明,与旋转电势相关 的瞬间功率等于与磁场转矩有关的瞬时机械功率,能量的流向是由设备确定 是发动机还是发电机。 直轴气隙磁量由励磁绕组的合成磁势 产生......”。
4、“.....在磁化曲线中 , 假设电枢磁势波的轴线与磁场轴垂直,因此假定电枢磁势对直轴磁通不产生作用。在本文的后面有必要重新检验这假设,饱和效应会深入研究。因为 电枢电势 是与磁通 时间 速度成比例 ,所以通常用恒定转速 下的电枢电势 来表示磁化曲线更为方便。任意转速电压 时,任给定磁通下的电压 与转速成正比,也就是说 图中 磁化曲线只有个励磁绕组励磁的,这种曲线可以通过测试的方法轻松获 得,不需要任何设计步骤的知识。 大范围励磁下的铁磁阻与空气气隙相比可以忽略不计,在这种情况下磁通与励磁绕组的总磁势成线性比例关系,比例常数就是直轴的气隙导磁性。 直流电机的显著优势源自于通过选择励磁绕组的励磁方式而获得不同的运转方式。励磁绕组可以从外部直流电源以他励的方式励磁,也可以以自励的方式励磁。换句话......”。
5、“.....励磁方式不仅极大地影响它的静态特性,而且极大地影响在控制系统中电机的动态性能。 他励发电机的联接图解 已经给出的。所需的励磁电流只是电枢电流中的小部分。在励磁电路中少量的功率可 以控制相对大部分电枢电路的功率。换句话说,发电机是个功率放大器,当需要在大范围控制电枢电压时,他励发电机通常在反馈控制系统中使用。自励发电机的励磁绕组可以有三种不同的供电方式。励磁线圈可以与电枢串联起来,这便是串励发电机励磁绕组可以与电枢并联在起,这便是并励发电 机。也可以同时以两种方式相连接组成个复励发电机。为了引起自励过程,在自励发电机中必须存在剩磁。 在典型的静态伏 安特性中,假定原动机速度恒定,稳态电动势与端电压之间的关系为 其中 是电枢输出电流, 是电枢回路电阻。在发动机中, 大于 。电磁转矩 是个反转矩......”。
6、“.....主要是因为电压在电枢电阻上的压 降。串励发电机中的励磁电流与负载电流相同,所以 气隙磁通和电压随负载变化很大,因此很少采用串励发电机。并励发电机电压随负载增加会有所下降,但在许多应用场合,这并不妨碍使用。复励发电机的连接通常使串励绕组的磁势与并励绕组磁势相加,其优点是通过串励绕组作用,每极磁通随着负载增加,从而产生个随负载增加近似为常数的输出电压。通常,并励绕组匝数多,导线细而绕在 外部的串励绕组由于它必须承载电机的整个电枢电流,所以其构成的导线相对较粗。不论是并励还是复励发电机的电压都可借助并励磁场中的变阻器在适度的范围内得到调节。 所有励磁的方法在电动机上同样适用。在电动机典型的 静态转速 转矩特性中,电机端电压假设由恒压源供电......”。
7、“.....电势 小于端电压 。电枢电流与发电机中的方向相反,且电 磁转矩与电枢旋转方向相同。 对于并励与他励电动机来说,磁场磁通基本近似为常数,因此转矩的增加必须要求电枢电流近似成比例增大,同时为允许增大的电流通过小的电枢电阻,要求反电势稍有减少。由于反电势决定于磁通和转速,因此,转速必须稍稍降低。与鼠笼式感应电动机类似,并励电动机实际是种从空载到满负荷的速度基本上只有 的下降的恒速电动机。从起动转矩到达到最大转矩之间直是被电枢电流所控制可以正常交替进行。 并励电动机的个显著优点是速度控制,通过在并励绕组回路装上内部变阻器,励磁电流和每极磁通都可任意改变。而磁通的 变化导致转速相反的变化以维持反 电势大致等于外施加端电压。用这种方法我们可以获得最大调速范围为 或 比 ,最高转速同样受到换向条件的限制。通过改变外施加电枢电压,可以获得很宽的调速范围。 对于串励电动机来说......”。
8、“.....因为由于负载增大而造成的磁通增大,速度必须降低,这样才可以维持反电势与外加电压之间的平衡 。此外,由于磁通增加,所以转矩增大所引起电枢电流的增大比并励电动机中的要小。因此串励电动机是种具有明显下降的转速负载特性的变速发电机。对于要求转矩过载很多的应用 场合,由于对应的过载功率随相应的 转速下降而维持在个合理的范围内。因此,这种特性具有特别的优越性。磁通随着电枢电流的增大而增大,同时还带来非常有用的起动特性。 在复励电动机中,串励磁场可以连接成积复励式,使其磁势与并励磁场相加也可以连接成差复励式,两磁场方向相反 ,差复励很少使用。积复励电动机具有界于串励和并励之间的速度 负载特性,转速随负载的降低取决于并励磁场和串励磁场的相对安匝数。这种电动机没有像串励电动机那样轻载高转速的缺点,但它在相当的程度上保持着串励方式的优点......”。
9、“.....其中的些特性我们已在本文中的提及到了。如果增加电刷可以通过换向器获得更多的电压,那么还会存在更多的应用场合,不论对人工的还是自动控制的适应性是它们的显著特性。 个直流电机是由两个基本元素组成 定子是电机固定的部分。它由以下基础组成在结构中有个磁 轭 励磁磁极和绕组换向极和绕组有滑动轴承的端罩电刷和电刷固定器出线盒。 转子是电机旋转的部分。它构成了个中心,这个中心是安放在设备轴上并且已经平均地隔开,把电枢绕组放入槽中。还有个换向器和个风扇组成,被放在设备的轴 上。 它用螺栓和底座固定在地板上。低压电机的磁轭和本身的结构是体的,穿过励磁磁极闭合而产生的磁通量。它的结构和磁轭是用生铁和铸钢制造成的,有时候也用焊接的钢板。在低压和可控补偿整流器电机中,磁轭是由 毫米的薄铁板制成的......”。
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