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电动机和变压器传递功率的问题

时间:2018-04-15 18:28 来源:电工之家

电动机变压器传递功率的问题
无功功率是指建立磁场的功率,交流电的磁场产生、消失、产生、消失,机器从电网中吸取、退还、吸取、退还能量,都是实实在在的能量,但整个过程连贯起来看是不消耗能量的,所以叫无功功率。

电动机和变压器,都有一次线圈和二次线圈。一次线圈的空载电流主要用于激磁,是按自感计算。一个确定了形状的磁路,激磁功率越大说明磁场越强,当然传递的功率就越大。铁心尺寸确定以后,线槽的尺寸也就确定了。如果小线径多匝数,则磁场减弱,传递的功率就会变小;反之,如果大线径少匝数,则磁场增强,传递功率变大。但硅钢片有一个磁饱和的问题,进入磁饱和区,激磁电流会变得很大,磁感应强度不是跟电流成正比的,磁感应强度的上升率比激磁电流的上升率会越来越小。

硅钢片的品质对电机和变压器的设计至关重要,是电磁铁研究的一个重点方向,所以电磁铁的设计都是尽量的取强磁场,但都是有极限的,设计时一般都是在极限边缘了,所以线圈的匝数是不能随便减少的。

磁场的能量密度与磁感应强度的平方成正比,与磁介质的导磁率成反比。硅钢片的导磁率是约空气的7000倍,电机由于转子跟定子有气隙,激磁能量大量消耗在气隙上,所以电动机的空载电流比变压器大的多。

一次线圈跟二次线圈还有一个互感,这个互感就是传递的能量。互感时,一二次线圈电流的磁场虽然是相互抵消的,但由于一次线圈跟二次线圈在空间不重叠,磁场也就不能完全重叠,也就是不能百分之百的互感。不能互感的部分称为漏磁,这就相当于一二次线圈各连接了一个小的电感器,同样要消耗无功功率,若果是这个因素引起的无功功率增大,则与可以传递的功率无关。电动机的转子跟定子由于有气隙,一二次线圈的磁路联系不太紧密,所以漏磁率也比变压器大得多,功率因素也就比变压器低得多。漏磁所产生的无功功率与有功功率成正比。

归纳一下:1.空载电流绝大部分用于激磁,激磁部分为无功电流。激磁功率越大,可传递的功率越大,但功率因数会反而变低。另,受硅钢片磁饱和的影响,设计时的激磁功率是受限制的。2.漏磁同样消耗无功功率,这部分无功功率与可传递功率无关,与实际传递功率正比。电动机和变压器在额定负荷下,因漏磁所消耗的无功功率比激磁所消耗的无功功率大很多。

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