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电机中的漏磁与阻抗特性及其对运行性能的影响

2024-4-7 07:28| 编辑:电工电气学习网| 查看: 470| 评论: 0

   电机作为电力系统中重要的能量转换设备,其内部电磁特性对运行性能有着至关重要的影响。其中,漏磁和阻抗特性是电机设计中的关键要素,它们不仅影响着电机的效率,还直接关系到电机的稳定运行。

   在电机中,定子与转子之间的气隙导致了漏磁的存在。气隙的宽度通常在0.5~3mm之间,这使得定子铁芯与气隙之间以及转子铁芯与气隙之间形成了闭合回路的磁通,即漏磁通。定子的漏磁通在定子绕组中引起漏电感L1σ,而转子的漏磁通则在转子绕组中引起漏电感L2σ。这些漏电感与电机的阻抗特性密切相关。

   阻抗是电机绕组中电阻与感抗的合称。在转子绕组中,由于转子的旋转和磁场的变化,感抗是一个瞬时变化的量。而电阻在常温下基本保持不变。这两者之间满足阻抗三角形关系,即阻抗等于电阻平方与感抗平方的和的开根号。

电机中的漏磁与阻抗特性及其对运行性能的影响

   转子的阻抗与转子电流密切相关。当负载增大,电机的阻转矩增大,转速降低,转差率s增大,进而导致转子电流增大。这一变化反映到定子侧,定子电流也随之增大。因此,电机在负载增大时,电流会相应增大,这是电机运行中的一个基本规律。

   特别需要注意的是电机起动时的情况。在电机起动时,转差率s达到最大,即s=1,此时转子感应电势最大,转子电流也达到最大值。这导致定子电流通常为额定电流的4~7倍,起动冲击电流甚至可以达到额定电流的10~14倍。因此,在选择电机开关设备时,需要考虑起动电流的影响,通常按照12倍额定电流来选择。

   此外,电机的功率因数也是一个重要的性能指标。功率因数cosθ是电阻r与阻抗Z的比值。由于阻抗Z是动态的,随着转差率s的增大而增大,因此功率因数cosθ也是一个动态量。在电机起动时,由于转差率最大,功率因数达到最低值。

   电机的运行性能还受到电源电压的影响。电源电压的变化会直接影响旋转磁场磁通的大小,进而影响到电机的输出转矩。当电源电压降低时,旋转磁场磁通减弱,导致输出转矩按平方关系降低。这也是电机在电源电压降低时容易报过流的原因。

   综上所述,电机中的漏磁与阻抗特性对电机的运行性能有着显著的影响。了解这些特性有助于我们更好地判断电机的运行状态,为电机的保护和维护提供基础积累。同时,在实际应用中,我们需要根据电机的运行特点和负载情况,合理选择电机参数和保护措施,以确保电机的稳定运行和高效能量转换。
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