负载时直流电机的磁场―电枢反应

直流电机负载后，电枢绕组有电流通过, 并产生电枢磁场。负载时气隙磁场由主磁场和电枢磁场共同作用，电枢磁场会对主磁场产生一定的影响，这一影响称为电枢反应。电枢反应会使得每极磁通发生变化，也会使气隙磁场发生畸变，从而影响电机的性能。

一、电枢磁势的分布

电枢磁势的分布与电枢电流的分布有关。电枢电流的方向由电刷来界定。图中电刷以上电流为流入纸里，电刷以下为流出纸面。这样的电流分布所产的磁力线如图所示。（右手定则）可见，电枢磁势的轴线总是与和电刷接触的导体的连线重合。或者说电刷位置决定了电枢磁势的轴线。当电刷与处于几何中性线上的导体相接触时，电枢磁势的轴线在交轴方向。并把这一磁势称为交轴电枢反应磁势。设直轴线与电枢外圆的交点为0点，在距0点为x处作一闭合磁力线回路。该闭路包围的电流数即为总磁势Fa。电枢表面单位长度上的安培导体数称为电机的线负荷A , A=Nia/(πDa)。x处闭路上的总磁势Fa(x)=A*2x,忽略铁心磁阻，则每个气隙消耗的磁势为 Fa(x)=Ax   (-t/2 < x <t/2)上式为一个极距的电枢磁势分布，将一对极的电枢磁势波形画出，（忽略齿槽影响）将得到三角波。

二、电枢磁势单独产生的磁感应强度的分布：Ba(x)=μ0Fa(x)/δ

该磁密由磁势和气隙共同决定。极面下气隙基本不变，磁密正比于磁势；两极之间的区域内，气隙变大，磁密迅速减小。一个周期的磁密波形呈马鞍形。

三、电枢磁场与励磁磁场（主磁场）的合成及电枢反应

主磁场为平顶波，电枢磁场为马鞍形波。在一个极距内相加时，一半极距内磁密加强，另一半极距内磁密减弱。如果电机的磁场不饱和，则半个极距内增加的磁通量与另半个极距内减少的磁通量相等。即每极总磁通Φ与空载时一样。实际上由于饱和，使得每极磁通总体上有所减少。由图可知，原来的磁场发生了畸变，0点发生了位移。（交轴）电枢反应：气隙磁场发生畸变（对发电机而言前极端去磁、后极端增磁；而对电动机而言则为前极端增磁、后极端去磁）；每极磁通减少。此反应会对电机性能产生不良影响。

四、直轴电枢反应

电枢磁势的轴线总是与和电刷接触的导体的连线相一致。当电刷与几何中性线上的导体相接触时，电枢磁势的轴线也处于几何中性线上，即与主极轴线正交，称其为交轴电枢磁势。以上讨论的实际上是交轴电枢反应。

如果将电刷位置逆时针移动β角，则电枢磁势可分为两部分。2β范围内的磁势为直轴电枢磁势Fad。(π-2β)角度内的磁势为交轴电枢磁势Faq。

直轴电枢磁势的作用为：

1.对发电机来说，电刷顺转向偏移时为去磁，逆转向偏移时为增磁；

2.对电动机来说，电刷顺转向偏移时为增磁，逆转向偏移时为去磁。