电机学：发电机负载增加，转矩、电枢电流、每极总磁通之间的关系怎样 ？

电机的输出转矩，负载转矩，电磁转矩关系

电磁转矩应该是电机理论转矩，忽略摩擦定因素输出转矩。电机的输出转矩就是电机的电磁转矩减去电机的摩擦输出的转矩。负载转矩就是电机经减速机等作用到负载的转矩。

1、当电机处于加速状态时，电磁转矩大于负载转矩，方向相反，且前者必然大于后者，因此电机加速。

2、当电机处于恒速状态，电磁转矩等于负载转矩，方向相反，两者相等，因此电机保持恒速。

3、当电机处于减速制动状态时，电磁转矩和负载转矩，方向相同，一起制动。

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在不考虑效率的前提下，发电机的电磁转矩就是电动机的负载转矩。因为发电机的输出负荷就是就是输出电流，外面负载增加也就是电流增加，反映在发电机电磁转矩的增加。拖动发电机的电动机负载转矩当然也要增加，这就是能量在转换。考虑效率及机械损耗，电动机的负载转矩要稍微大于发电机的电磁转矩。

电磁转矩，电动机旋转磁场各极磁通与转子电流相互作用而在转子上形成的旋转力矩。是电动机将电能转换成机械能最重要的物理量之一，至今仍是阻尼分析与控制的理论基础。

当电枢绕组中有电枢电流流过时，通电的电枢绕组在磁场中将受到电磁力，该力与电机电枢铁心半径之积称为电磁转矩。当电枢绕组中有电枢电流流过时，通电的电枢绕组在磁场中将受到电磁力，该力与电机电枢铁心半径之积，此为理论输出值。

判断负载转矩，电磁转矩方向是否相同或想法的方法是看转差率：当电机转差（率）大于0时，电磁转矩和负载转矩方向相同；当电机转差（率）小于0时，电磁转矩和负载转矩方向相反。

直流电机负载电流、电枢电流、励磁电流之间的关系

你需要先搞清楚电流的流向。

作为直流发电机，在原动机驱动下，电枢旋转产生感应电动势，在该电动势作用下向外输出电流，电枢电流Ia与电动势Ea方向相同，如图1.4.2(a)电枢电动势也称电源电动势。对于直流电动机。电枢导体中也产生感应电动势，但因与外部所加的电压方向相反，电动势Ea与电枢电流Ia方向相反，如图1.4.2(b)电枢电动势为反电动势。

这个是并励直流电动机

电枢电流与电枢电动势方向相反，电枢电动势也称反电动势，用结点电流法看电流方向，I=Ia+If.

作为直流发电机，用结点电流法看电流方向，Ia=I+If.

磁通与电流的关系是怎样的？

磁通与电流的关系：电流的变化率决定磁通量的变化率，磁通量的变化率决定感应电流的大小，感应电流的大小影响电流的变化率。公式表示为：E＝L＊（△I/△t）（自感电动势）

磁通量用字母表示，电流用表示磁感应强度为B（区别于磁场强度H，该量指的是磁场源的强弱）磁通量等于磁应强度乘以磁路有效截面也就是Φ＝B＊S，通过线的电流线圈的匝数N的乘积为磁势（可以类比为电路中的电势），也叫安匝数这里又涉及到磁路中的欧姆定律，Φ＝F／Rm磁通量类比为电路中的电流，还有一个磁阻的概念类比于电路中的电阻。

扩展内容：

磁通量

设在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个面积为S且与磁场方向垂直的平面，磁感应强度B与面积S的乘积，叫做穿过这个平面的磁通量，简称磁通（Magnetic Flux）。标量，符号“Φ”。

在一般情况下，磁通量是通过磁场在曲面面积上的积分定义的。其中，Φ为磁通量，B为磁感应强度，S为曲面，B·dS为点积，dS为无穷小矢量（见曲面积分）。磁通量通常通过通量计进行测量。通量计包括测量线圈以及估计测量线圈上电压变化的电路，从而计算磁通量。

参考资料：百度百科 磁通量

什么是电机的负载转矩和电磁转矩？

（1）电磁转矩：

电磁转矩是电动机将电能转换成机械能最重要的物理量之一，电动机在旋转磁场中各极磁通与转子电流相互作用从而在转子上形成旋转力矩。当电枢绕组中有电枢电流流过时，通电的电枢绕组在磁场中将会受到电磁力，那么，该力与电机电枢铁心的半径之积称为电磁转矩。

（2）负载转矩：

负载转矩是电机要带动负载所要求的转矩即电机输出转矩，在一般机械转动计算中不考虑由于条件改变而发生的变动，在电磁计算中会考虑。负载转矩作用在生产机械轴上。是不考虑电机的机械损耗的电磁转矩。

电磁转矩和负载转矩相差的是电机的机械损耗。

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（1）电磁转矩的应用：

电动机和发电机都有电磁转矩，对于发电机，电磁转矩性质为制动转矩，即与转速方向相反；对于电动机，电磁转矩性质为驱动转矩，即与转速方向相同。

三相异步电动机的电磁转矩：

电动机的电磁转矩是由转子电流的有功分量和定子旋转磁场相互作用产生的电磁转矩的大小与转子电流的有功分量、旋转磁场的强弱成正比。

（2）电磁转矩的计算：

电磁转矩是电机的一个重要指标，电磁转矩的准确计算也会影响一台电机的性能。最常用的两种方法就是麦克斯韦应力张量法和磁通法。这两种方法都基于有限元计算，有限元分析软件功能比较强大，可以通过节点磁位很容易计算电磁转矩。

参考资料来源

百度百科-电磁转矩

百度百科-转矩

百度百科-满负载转矩

发电机产生电流的大小与什么因素有关?

1、电机产生感应电流的大小和线圈转速，线圈大小，线圈匝数，磁场强弱，负载大小有关。电机产生感应电流的大小和线圈磁通量变化率，和负载决定电流大小。

2、在线圈转速和转向相同的条件下，换用磁性强弱不同的磁体让线圈在磁场中做切割磁感线运动，则感应电流的大小与磁体磁性强弱有关；反之则无关。

扩展资料：

发电机的特性

1、工作特性：

表征同步发电机性能的主要是空载特性和负载运行特性。这些特性是用户选用发电机的重要依据。

2、空载特性：

发电机不接负载时，电枢电流为零，称为空载运行。此时电机定子的三相绕组只有励磁电流If感生出的空载电动势E0（三相对称），其大小随If的增大而增加。

3、电枢反应：

当发电机接上对称负载后，电枢绕组中的三相电流会产生另一个旋转磁场，称电枢反应磁场。其转速正好与转子的转速相等，两者同步旋转。

4、负载运行特性：

主要指外特性和调整特性。外特性是当转速为额定值、励磁电流和负载功率因数为常数时，发电机端电压U与负载电流I之间的关系。调整特性是转速和端电压为额定值、负载功率因数为常数时，励磁电流If与负载电流I之间的关系。

参考资料来源：百度百科-发电机