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怎样克服反电动势和利用反电动势
网络整理    发表于   2020-04-07

直流电动机初起动时,励磁绕组建立一个磁场,电枢电流产生另一个磁场,两磁场相互作用,起动电动机运行。电枢绕组在磁场中旋转,因此产生发电机效应。实际上旋转电枢产生一个感应电动势,与电枢电压极性相反,这种自感应电动势称为反电动势。emf通常表示电动势,但由于它不是物理意义上的“力”,所以起不到任何帮助,但反电动势仍然在电动机里作为自感应电动势应用。反电动势也称为反抗电动势,当电动机匀速运行时可以显著地减小电枢电流。

怎样克服反电动势和利用反电动势

根据电磁定律,当磁场变化时,附近的导体会产生感应电动势,其方向符合法拉第定律和楞次定律,与原先加在线圈两端的电压正好相反,这个电压就是反电动势。电动机的转子转动切割磁力线产生一个感应电势,其方向与外加电压相反,故称为电机“反电动势”。

电路中存在多个电源时可能出现反电动势。比如同一导轨回路上的两根金属棒切割磁场的速度不等,有可能出现反电动势;动生电动势和感生电动势同时存在时可能出现反电动势。对线圈而言,其中的通电电流发生变化时就会在线圈的两端产生反电动势。比如LC振荡电路中电感线圈两端电压的变化与反电动势紧密联系;电动机线圈在转动时,反电动势也伴随产生了。

电动机的原理初中就能理解,是将电能转化为机械能的装置,通电的线圈在磁场里受到磁场对它的安培力的作用,使得线圈绕轴旋转。安培力是线圈转动的动力来源。如果我们只看到安培力的动力作用,电动机的线圈会不断地加速,这显然是不可能的,因为每个电动机都有一个的转速。这个的转速是如何形成的呢?

通电瞬间线圈几乎不动而电流,安培力产生的转动力矩远大于阻力矩,线圈开始转动。线圈转动时它就开始切割磁感线,在线圈中产生一个“反向电动势E反”,与加载在线圈外部的电势差U(外部电源提供)相反,起减小电流的作用。开始时刻反向电动势很小,电流很大,安培力的转动力矩较大,转速逐渐加大。随着转速的加大,反向电动势增大,线圈中的电流也就减小了,安培力的转动力矩减小到与阻力矩抗衡时就是电动机的速度的时候。

1、电机反电动势决定因素

1) 转子角速度

2) 转子磁场产生的磁场

3) 定子绕组的匝数当电机设计完毕,转子磁场与定子绕组的匝数都是确定的。因此位移决定反电动势的因数是转子角速度,或者说是转子转速,随着转子速度的增加,反电动势也随之增加。

2、克服反电动势

通常情况下,只要存在电能与磁能转化的电气设备中,在断电的瞬间,均会有反电动势,反电动势有许多危害,控制不好,会损坏电气元件。

克服反电动势简单有效的方法,是在线圈两端反向并联一支二极管,当产生反电动势时,电流通过二极管释放,从而保护控制元件。

这是从大禹治水的方法中学到的,对于洪水,要疏导,让它流入大海,而不是堵,堵是堵不住的。采用上述方法以后,磁能转化为电能,电能又全部转化为热能散发掉了。

3、利用反电动势

反电动势也是有很多用处的,某些情况下是可以有效利用起来的,下面通过介绍延时继电器工作原理介绍反电动势的有效利用。

图示:延时继电器构成原理图

图示是生产中常用的一种延时继电器的示意图。铁芯上由两个线圈A和B。线圈A跟电源连接,线圈B的两端接在一起,构成一个闭合电路。在拉开开关S的时候,弹簧K并不能立即将衔铁D拉起,从而使触头C(连接工作电路)立即离开,过一段时间后触头C才能离开;延时继电器就是这样得名的。

拉开开关S时使线圈A中电流变小并消失时,铁芯中的磁通量发生变化(减小),从而在线圈B中激起感应电流,根据楞次定律,感应电流的磁场要阻碍原磁场的减小,这样,就使铁芯中磁场减弱得慢些,因此弹簧K不能立即将衔铁拉起。

注意事项

1、如果电动机工作中由于机械阻力过大而停止转动,这时没有了反电动势,电阻很小的线圈直接接在电源两端,电流会很大,很容易烧毁电动机。

2、当电动机所接电源电压比正常电压低很多时,此时电动机线圈也不转动,无反电动势产生,电动机也很容易烧坏。

反电动势也是有很多用处的,比如在CRT电视机中的行场回扫线消隐电路,便是用的行场逆程脉冲,也就是行场偏转线圈的反电动势。

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标签: 反电动势

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