直流电机感应电动势与电磁转矩探析

无论是直流电动机还是直流发电机，在转动时，其电枢绕组都会由于切割主磁极产生的磁力线而感应出电动势。同时，由于电枢绕组中有电流流过，电枢电流与主磁场作用又会产生电磁转矩。因此，直流电机的电枢绕组中同时存在着感应电动势和电磁转矩，它们对电机的运行起着重要的作用。直流发电机中是感应电动势在起主要作用，直流电动机中是电磁转矩在起主要作用。

1.电枢绕组的感应电动势Ea

对电枢绕组电路进行分析，可得直流电机电枢绕组的感应电动势为

式中，Φ为电机的每极磁通；n为电机的转速；Ce为与电机结构有关的常数，称为电动势常数。

Ea的方向由Φ与n的方向按右手定则确定。从式（1-1）可以看出，若要改变Ea的大小，可以改变Φ（由励磁电流If决定）或n的大小。若要改变Ea的方向，可以改变Φ的方向或电机的旋转方向。

无论直流电动机还是直流发电机，电枢绕组中都存在感应电动势，在发电机中Ea与电枢电流Ia方向相同，是电源电动势；而在电动机中Ea与Ia的方向相反，是反电动势。

2.直流电机的电磁转矩T

同样，我们也能分析得到电磁转矩T为

式中，Φ为电机的每极磁通；n为电机的转速；Ce为与电机结构有关的常数，称为电动势常数。

Ea的方向由Φ与n的方向按右手定则确定。从式（1-1）可以看出，若要改变Ea的大小，可以改变Φ（由励磁电流If决定）或n的大小。若要改变Ea的方向，可以改变Φ的方向或电机的旋转方向。(www.xing528.com)

无论直流电动机还是直流发电机，电枢绕组中都存在感应电动势，在发电机中Ea与电枢电流Ia方向相同，是电源电动势；而在电动机中Ea与Ia的方向相反，是反电动势。

2.直流电机的电磁转矩T

同样，我们也能分析得到电磁转矩T为

式中，Ia为电枢电流；CT为与电机结构相关的常数，称为转矩常数。

电磁转矩T的方向由磁通Φ及电枢电流Ia的方向按左手定则确定。式（1-2）表明：若要改变电磁转矩的大小，只要改变Φ或Ia的大小即可；若要改变T的方向，只要改变Φ或Ia其中之一的方向即可。

感应电动势Ea和电磁转矩T是密切相关的。例如当他励直流电动机的机械负载增加时，电机转速将下降，此时反电动势Ea减小，Ia将增大，电磁转矩T也增大，这样才能带动已增大的负载。

式中，Ia为电枢电流；CT为与电机结构相关的常数，称为转矩常数。

电磁转矩T的方向由磁通Φ及电枢电流Ia的方向按左手定则确定。式（1-2）表明：若要改变电磁转矩的大小，只要改变Φ或Ia的大小即可；若要改变T的方向，只要改变Φ或Ia其中之一的方向即可。

感应电动势Ea和电磁转矩T是密切相关的。例如当他励直流电动机的机械负载增加时，电机转速将下降，此时反电动势Ea减小，Ia将增大，电磁转矩T也增大，这样才能带动已增大的负载。