負(fù)載時(shí)直流電機(jī)的磁場(chǎng)―電樞反應(yīng)

負(fù)載時(shí)直流電機(jī)的磁場(chǎng)―電樞反應(yīng)直流電機(jī)負(fù)載后，電樞繞組有電流通過(guò),并產(chǎn)生電樞磁場(chǎng)。

負(fù)載時(shí)氣隙磁場(chǎng)由主磁場(chǎng)和電樞磁場(chǎng)共同作用

電樞磁場(chǎng)會(huì)對(duì)主磁場(chǎng)產(chǎn)生肯定的影響，這一影響稱(chēng)為電樞反應(yīng)。

電樞反應(yīng)會(huì)使得每極磁通發(fā)生變化，也會(huì)使氣隙磁場(chǎng)發(fā)生畸變，從而影響電機(jī)的性能。

一、電樞磁勢(shì)的分布

電樞磁勢(shì)的分布與電樞電流的分布有關(guān)。

電樞電流的方向由電刷來(lái)界定。圖中電刷以上電流為流入紙里，電刷以下為流出紙面。

這樣的電流分布所產(chǎn)的磁力線如圖所示。（右手定則）

可見(jiàn)，電樞磁勢(shì)的軸線總是與和電刷接觸的導(dǎo)體的連線重合。或者說(shuō)電刷位置打算了電樞磁勢(shì)的軸線。

當(dāng)電刷與處于幾何中性線上的導(dǎo)體相接觸時(shí)，電樞磁勢(shì)的軸線在交軸方向。并把這一磁勢(shì)稱(chēng)為交軸電樞反應(yīng)磁勢(shì)。

設(shè)直軸線與電樞外圓的交點(diǎn)為0點(diǎn)，在距0點(diǎn)為x處作一閉合磁力線回路。該閉路包圍的電流數(shù)即為總磁勢(shì)Fa。

電樞表面單位長(zhǎng)度上的安培導(dǎo)體數(shù)稱(chēng)為電機(jī)的線負(fù)荷A,A=Nia/(πDa)。

x處閉路上的總磁勢(shì)Fa(x)=A*2x,忽視鐵心磁阻，則每個(gè)氣隙消耗的磁勢(shì)為Fa(x)=Ax(-t/2xt/2)

上式為一個(gè)極距的電樞磁勢(shì)分布，將一對(duì)極的電樞磁勢(shì)波形畫(huà)出，（忽視齒槽影響）將得到三角波。

二、電樞磁勢(shì)單獨(dú)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的分布：

Ba(x)=μ0Fa(x)/δ

該磁密由磁勢(shì)和氣隙共同打算。

極面下氣隙基本不變，磁密正比于磁勢(shì)；

兩極之間的區(qū)域內(nèi)，氣隙變大，磁密快速減小。一個(gè)周期的磁密波形呈馬鞍形。

三、電樞磁場(chǎng)與勵(lì)磁磁場(chǎng)（主磁場(chǎng)）的合成及電樞反應(yīng)

主磁場(chǎng)為平頂波，電樞磁場(chǎng)為馬鞍形波。

在一個(gè)極距內(nèi)相加時(shí)，一半極距內(nèi)磁密加強(qiáng)，另一半極距內(nèi)磁密減弱。

假如電機(jī)的磁場(chǎng)不飽和，則半個(gè)極距內(nèi)增加的磁通量與另半個(gè)極距內(nèi)削減的磁通量相等。即每極總磁通Φ與空載時(shí)一樣。

實(shí)際上由于飽和，使得每極磁通總體上有所削減。

由圖可知，原來(lái)的磁場(chǎng)發(fā)生了畸變，0點(diǎn)發(fā)生了位移。

（交軸）電樞反應(yīng)：氣隙磁場(chǎng)發(fā)生畸變（對(duì)發(fā)電機(jī)而言

前極端去磁、后極端增磁；而對(duì)電動(dòng)機(jī)而言則為前極端增磁、后極端去磁）；每極磁通削減。此反應(yīng)會(huì)對(duì)電機(jī)性能產(chǎn)生不良影響。

四、直軸電樞反應(yīng)

電樞磁勢(shì)的軸線總是與和電刷接觸的導(dǎo)體的連線相全都。

當(dāng)電刷與幾何中性線上的導(dǎo)體相接觸時(shí)，電樞磁勢(shì)的軸線也處于幾何中性線上，即與主極軸線正交，稱(chēng)其為交軸電樞磁勢(shì)。

以上爭(zhēng)論的實(shí)際上是交軸電樞反應(yīng)。

假如將電刷位置逆時(shí)針移動(dòng)β角，則電樞磁勢(shì)可分為兩部分。

2β范圍內(nèi)的磁勢(shì)為直軸電樞磁勢(shì)Fad。

(π-2β)角度內(nèi)的磁勢(shì)為交軸電樞磁勢(shì)Faq。

直軸電樞磁勢(shì)的作用為：

1.對(duì)發(fā)電機(jī)來(lái)說(shuō)，電