空载时的气隙磁场仅由主磁极上的励磁磁势所建立。当电机带上负载后，电枢绕组中流过电流，从而产生了电枢磁动势。因此负载是电机中的气隙磁场是由励磁磁动势和电枢磁动势共同建立。电枢磁动势的出现是气隙磁场发生畸变，并产生电磁转矩，实现了机电能量的转换。

　　下面对电枢磁动势进行研究：

　　首先看一下电枢磁场的分布情况，为简单计，绕组为整距，电刷放在几何中性线上。在一极下元件中电枢电流的方向相同，根据右手螺旋法则确定了电枢磁场磁力线的方向如下图所示。

图1 电刷放在几何中性线电枢电流的分布

　　1．交轴电枢磁动势

　　当电刷放在几何中性线上时，点数磁动势的轴线与主极轴线正交，固称为交轴电枢磁动势。与主极轴线正交的轴称为交轴，重合的轴称为直轴。

　　下面分析电枢磁势波形，首先从一个元件入手，将下图从几何中性线处切开拉直。

图2 电刷放在几何中性线电枢磁动势的分布

　　一个元件时，磁势波形为一个矩形波，三个元件时其磁势波形为三个矩形波的叠加成为一个三个阶梯的阶梯波，若元件再增多，则其波形为多个阶梯组成的阶梯波，其波形近似为一三角波，如上图fa（x）所示。

　　设主极中心取为原点O，取一经过距原点+x及-x的闭合回路，设Za为电枢绕组总导体数，D为电枢直径，根据安培环路定律，此回路所含的安培导体数为：　

　　在X处气隙的磁势为

（1）

　　　　电枢表面单位长度上的安培导体数称为线负荷。

　　在几何中性线处，即处，交轴电枢磁势达到Zui大值　

　　2．直轴电枢磁势

　　若电刷从几何中性线移过β角（相应的电枢表面弧长bβ）

　　将电枢磁动势分为两部分，即交轴分量和直轴分量

　　　　为交轴分量的Zui大值

　　　　　　　为直轴分量的Zui大值

　　当电枢旋转时，组成各支路的元件在变化，由于换向器的作用，每极下元件中电流方向不变，所以电枢磁势在空间固定不动，即它与主磁场的分布波形是相对静止的。

图3 电刷偏离几何中性线的电枢磁场

（a）电枢磁动势　　（b）交轴分量　　（c）直轴分量

图4 电刷偏离几何中性线上时的电枢磁动势分布

　　空载磁场是在无载情况下（即电枢电流为零），励磁绕组中通入电流后由励磁磁动势单独建立的磁场。

　　空载时主磁场分布情况及计算方法已在第一节至第三节中介绍。

　　空载时主磁场的磁通分两部分，即主磁通和漏磁通。

　　由于磁极极靴宽度总是小于极距，在极靴下气隙较小，所以极靴下沿电枢表面主磁场较强，极靴以外，气隙加大，主磁场明显削弱，在两极间的几何中性线处磁密为零。气隙磁场磁密分布波形为一礼帽形，如下图：

图 一台四极直流电机中的空载磁场分布