電機的反電動勢對電機性能有哪些影響?
反電動勢,由反抗繞組中電流大小發(fā)生改變的趨勢而產(chǎn)生。產(chǎn)生反電動勢情況有:(1)、線圈中通入交變電流;(2)、導體置于交變磁場中;(3)導體切割磁場。繼電器線圈、電磁閥門、接觸器線圈、電動機繞組等電器工作時,都存在產(chǎn)生感應電動勢現(xiàn)象。
穩(wěn)態(tài)電流生成需要兩大必要條件:第一,閉合導電回路。第二,反電動勢。我們可以從感應電機,理解產(chǎn)生感應電動勢現(xiàn)象:三相對稱電壓,施加在互差120度電機定子繞組上,產(chǎn)生圓形旋轉磁場,使置于這一旋轉磁場中的轉子導條,受到電磁力作用,由靜止轉變?yōu)樾D運動,導條內產(chǎn)生感應電勢,通過導電端環(huán)聯(lián)通的、導條閉合回路內流過感應電流。這樣轉子導條內產(chǎn)生出電勢或電動勢,這個電動勢就是所謂的反電動勢。在繞線式轉子電機中,轉子開路電壓就是典型的反電動勢。
不同類型的電機,反電動勢的大小變化情況截然不同。異步電動機反電動勢的大小,隨負載大小隨時都在變,導致不同負載情況下,效率指標差異非常大;永磁電機中,只要轉速不變,反電動勢的大小就不變,因而不同負載情況下的效率指標基本不變。
反電動勢的物理意義
反抗電流通過或反抗電流變化的電動勢叫反電動勢。在電能轉化關系式UIt=ε反It+I2Rt中,UIt即為輸入電能,比如向電池、電動機或變壓器中的輸入電能;I2Rt是各電路中的熱損失能量,這部分能量是一種熱損耗能量,越小越好;輸入電能與熱損耗電能的差值,就是與反電動勢相對應的那部分有用能量ε反It,換言之,反電動勢是用來產(chǎn)生有用能量,與熱損耗呈反相關,熱損耗能量越大,可實現(xiàn)的有用能量就越小。
客觀地講,反電動勢消耗了電路中的電能,但它并不是一種“損耗”,與反電動勢相應的那部分電能,將轉化為用電設備的有用能量,例如,電動機的機械能、蓄電池的化學能等。
由此可見,反電動勢的大小,意味著用電設備把輸入的總能量向有用能量轉化的本領的強弱,反映用電器轉化本領的高低。
決定反電動勢的因素
對于電機產(chǎn)品,定子繞組匝數(shù)、轉子角速度、轉子磁體產(chǎn)生的磁場以及定轉子的氣隙是決定電機反電動勢的因素。當電機設計完畢,轉子磁場與定子繞組的匝數(shù)都是確定的,因此唯一決定反電動勢的因素是轉子角速度,也可以說就是轉子轉速,隨著轉子速度的增加,反電動勢也隨之增加。定子內徑和轉子外徑之差會影響繞組的磁通大小,從而也會影響反電動勢。
電機運行中應注意事項
如果電動機工作中由于機械阻力過大而停止轉動,這時沒有了反電動勢,電阻很小的線圈直接接在電源兩端,電流會很大,很容易燒毀電動機。這種狀態(tài)在電機的試驗中會遇到,比如說堵轉試驗,就是要求電機轉子處于靜止狀態(tài),這時候的電機非常大,很容易將電機燒毀,目前大多數(shù)電機廠家對于堵轉試驗采用瞬時值的采集,這樣基本上避免了由于堵轉時間過長導致的電機燒毀問題,但由于每臺電機受裝配等多種因素的影響,所采集的值存在較大的差異性,不能非常準確性反映電機的起動狀態(tài)。
當電動機所接電源電壓比正常電壓低很多時,此時電動機線圈也不轉動,無反電動勢產(chǎn)生,電動機也很容易燒壞。這種問題經(jīng)常發(fā)生在臨時線路使用的電機中,比如,臨時線路采用有供電線,因為是一次性使用,以及預防被盜等因素,大多出于成本的控制會使用鋁芯線,這樣線路上的電壓降就會很大,導致電機的輸入電壓不足,自然反電動勢應相對要小,嚴重時電機起動困難,甚至無法起動,即使電機起動也是在非正常狀態(tài)下的大電流運行,因而電機就很容易被燒毀。
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