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直流電機感應電動勢和電磁轉矩的計算

          

          


          

          
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   * 元件平均電勢    * 支路電勢計算   
           一.感應電動勢的計算 
              1.運行時感應電動勢始終存在 
                電動機/發電機運行時電樞元件中的電勢與電流方向（圖1.4.1） 
               電勢與電流方向
                                圖1.4.1    
              直流電機無論作電動機運行還是作發電機運行，電樞繞組內都感應產生電動勢  ,   這個感應電動勢是指一條支路的電動勢 
              2.如何計算感應電動勢的 
                要計算支路電動勢，可先求出每個元件電動勢的平均值，然后乘上每條支路串聯元件數，就可得出支路電動勢 
           (一)    元件平均電勢 
                     計算感應電動勢               
              一根導體中的感應電動勢可通過電磁感應定律求得，其表達式為 
                              e=Blv 
              式中B是一個主磁極下的平均氣隙磁通密度， 
              B與每極磁通Φ的關系為   Φ=Blτ  
                        
              有此導出：磁通密度                   
                     
              線速度v可以表示為：線速度                          
                                            
              有上式聯立可得每根導體的電動勢為 導體的電動勢            
              每條支路中的感應電動勢為 
                  支路感應電動勢 支路感應電動勢計算公式
                      
               為電動勢常數  ，當電機做好后僅與電機結構有 關；N為電樞導體總數。磁通Φ的單位為Wb，轉速的單位為r/min，感應電動勢的單位為v。 
              上式表明直流電機的感應電動勢與電機結構、氣隙磁通和電機轉速有關。當電機制造好以后，與電機結構有關的常數Ce不在變化，因此電樞電動勢僅與氣隙磁通和轉速有關，改變轉速和磁通均可改變電樞電動勢的大小。 
           二、直流電機的電磁轉矩 
              根據電磁力定律，當電樞繞組中有電樞電流流過時，在磁場內將受到電磁力的作用，該力與電機電樞鐵心半徑之積為電磁轉矩。一 根導體在磁場中所受電磁力的大小可用下式計算
          電磁力            電磁力計算公式     
                          為導體中流過的電流，Ia為電樞電流；a為并聯支路對數。 
             每根導體的電磁轉矩為  
                  電磁轉矩 
                                   
             總的電磁轉矩為  
            電磁轉矩計算公式
                                    
             式中，CT  = 轉矩常數   為轉矩常數，僅與電機結構有關；D = 電樞鐵心直徑 為電樞鐵心直徑。 
             電樞電流的單位為A，磁通單位為Wb時，電磁轉矩的單位為 
          N·m。 
             從Ce與CT的表達式可以看出 
                                     CT =9.55Ce 
             由 Tem=CT ΦIa 可看出，制造好的直流電機其電磁轉矩僅與電樞電流和氣隙磁通成正比。            		

          

          


          

          
出處： 作者： 

          

          


          

          
 

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