| 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）
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
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：
線速度v可以表示為：
有上式聯立可得每根導體的電動勢為 
每條支路中的感應電動勢為
 
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
 
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
總的電磁轉矩為
式中，CT =  為轉矩常數，僅與電機結構有關；D =  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。 |
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