电枢电动势

无论是发电机还是电动机，只要电枢旋转切割磁通就会在电枢绕组中感应电动势，经过电刷与换向器的整流作用，在正负电刷间得到极性不变的直流电动势，称刷间电动势为电枢电动势。由上述可知，直流电机电枢绕组是由2a条并联支路组成的，电枢电动势等于其中一条支路的电动势。

设绕组元件为整距元件，导体数目很多并均匀地分布在光滑的电枢圆周表面，电刷在几何中性线上。电枢旋转时，就一个元件来说，一会儿在N极下，一会儿又进入S极下，元件本身的感应电动势的大小和方向都在变化着，但是从绕组电路图可知，各个支路所含元件数量相等，各支路的电动势相等且方向不变。于是可以先求出一根导体在一个极距范围内的切割气隙磁通密度的平均电动势，再乘上一条支路里的串联总导体数N／2a（N为电枢总导体数，N＝2SNy，Ny为元件匝数，S为元件数），便是电枢电动势了。

设一个磁极极矩范围内，平均磁通密度用Bav表示，极矩用τ表示，电枢导体的有效长度为l，每极磁通为Φ，电枢绕组总的导体数为N，并联支路数为2a，则

平均磁通密度

一根导体的平均电动势为

式中，v为导体切割磁场的线速度。

式中，p为电机极对数，n为电机转速，所以：

导体平均感应电动势的大小只与导体每秒所切割的总磁通量有关，与气隙磁密的分布波形无关。于是当电刷放在几何中性线上时，电枢电动势为：

式中，是一个常数，称为电动势常数。

如果每极磁通的单位为Wb，转速的单位为r／min，则感应电动势Ea的单位为V。

从上式可以看出，对于一个已经制造好的电机，它的电枢电动势正比于每极磁通Φ和转速n。

例2－4　已知一台10kW、2850r／min的四极直流发电机，电枢绕组是单波绕组，整个电枢总导体数为372。当发电机发出的电动势Ea＝250V时，求这时气隙每极磁通量Φ是多少？

解 已知p＝2，a＝1（单波绕组a恒等于1），则

由Ea＝CeΦn得