| 直流电机感应电动势和电磁转矩的计算 |
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* 元件平均电势 * 支路电势计算
一.感应电动势的计算
1.运行时感应电动势始终存在
电动机/发电机运行时电枢元件中的电势与电流方向（图1.4.1）
图1.4.1
直流电机无论作电动机运行还是作发电机运行，电枢绕组内都感应产生电动势 , 这个感应电动势是指一条支路的电动势
2.如何计算感应电动势的
要计算支路电动势，可先求出每个元件电动势的平均值，然后乘上每条支路串联元件数，就可得出支路电动势
(一) 元件平均电势
一根导体中的感应电动势可通过电磁感应定律求得，其表达式为
e=Blv
式中B是一个主磁极下的平均气隙磁通密度，
B与每极磁通Φ的关系为 Φ=Blτ
有此导出：
线速度v可以表示为：
有上式联立可得每根导体的电动势为 
每条支路中的感应电动势为
 
为电动势常数 ，当电机做好后仅与电机结构有 关；N为电枢导体总数。磁通Φ的单位为Wb，转速的单位为r/min，感应电动势的单位为v。
上式表明直流电机的感应电动势与电机结构、气隙磁通和电机转速有关。当电机制造好以后，与电机结构有关的常数Ce不在变化，因此电枢电动势仅与气隙磁通和转速有关，改变转速和磁通均可改变电枢电动势的大小。
二、直流电机的电磁转矩
根据电磁力定律，当电枢绕组中有电枢电流流过时，在磁场内将受到电磁力的作用，该力与电机电枢铁心半径之积为电磁转矩。一 根导体在磁场中所受电磁力的大小可用下式计算
 
为导体中流过的电流，Ia为电枢电流；a为并联支路对数。
每根导体的电磁转矩为
总的电磁转矩为
式中，CT =  为转矩常数，仅与电机结构有关；D =  为电枢铁心直径。
电枢电流的单位为A，磁通单位为Wb时，电磁转矩的单位为
N·m。
从Ce与CT的表达式可以看出
CT =9.55Ce
由 Tem=CT ΦIa 可看出，制造好的直流电机其电磁转矩仅与电枢电流和气隙磁通成正比。 |
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