直流电机电枢电动势优化方案

电枢绕组中的感应电动势简称电枢电动势，是指直流电机正负电刷之间的感应电动势，也就是电枢绕组一条并联支路的电动势。电枢旋转时，电枢绕组元件边内的导体切割电动势，由于气隙合成磁密在一个极下的分布不均匀，如图5-28所示，所以导体中感应电动势的大小是变化的。为分析推导方便起见，可把磁密看成是均匀分布的，取每个极下气隙磁密的平均值Bav，从而可得一根导体在一个极距范围内切割气隙磁密产生的平均值eav，其表达式为

图5-28　气隙合成磁场磁密的分布

式中：Bav为一个极下气隙磁密的平均值，称为平均磁通密度；l为电枢导体的有效长度；v为电枢表面的线速度。

由于

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因而，一根导体的感应电动势的平均值

设电枢绕组总的导体数为N，则每一条并联支路总的串联导体数为，因而电枢绕组的感应电动势

式中：Ce=对已经制造好的电机而言，是一个常数，故称为直流电机的电动势常数。

每极磁通φ的单位为Wb（韦伯），转速n单位为r/min，电动势Ea的单位为V。

式（5-9）表明：对已制成的电机而言，电枢电动势Ea与每极磁通φ和转速n成正比。推导式（5-9）过程中，假定电枢绕组是整距的（y1=τ）。如果是短距绕组（y1＜τ），电枢电动势将稍有减小，因为一般短距不大，影响很小，可以不予考虑。式（5-9）中的φ一般是指负载时气隙合成磁场的每极磁通。