我们在上一篇文章中提到,串激电机振动和噪音大,碳刷和换向器摩擦发热也严重,但在某些领域仍有较大的市场空间。这一事实体现了串激电机固有的外部特性所带来的一系列实用价值,使得其他类型的电机无法撼动串激电机的地位。
针对上述现象,我们有必要对串激电机的内部结构和工作原理进行分析,从而对串激电机有更深入的了解。
就应用而言,串激电机处于交流电机和DC电机的重叠区域,本质上是一种DC电机。根据DC电机的特点,当励磁绕组和电枢绕组串联励磁时,电机的励磁电流和电枢电流相等,励磁电流和磁通的差角比较小,所以磁通和电枢电流的差角也很小,接近同步状态。从数值上看,电机转矩基本上是磁通和电枢电流的点积,即磁通值、电枢电流值和相位差角余弦的乘积。因为相位差角也很小,所以相位差角的余弦约为1。相对来说电机扭矩值比较大,所以这是这款电机实用价值的独特体现。
普通交流电机的转速取决于电源频率和电机本身的极数,而单相串励电机的转速与DC电机的转速有相同的关系,可以根据感应定律计算,与电源频率和极数无关。影响电机速度的因素是电源电压、通量和导线数量。相对来说,电源电压是恒定的。要改变电机速度,我们可以从改变磁通量和导体数量开始。电机转速与磁通呈负相关,随着负载的增加,转速明显下降,这是这类电机的软特性。
以电钻的实际效果为例,当负载增加时,可以明显感觉到电机转速在降低。我们从理论上分析:当负载增大时,电机的电枢电流会增大,以满足拖动负载的需求。由于励磁绕组和电枢绕组之间的串励关系,励磁电流也随之增大,导致磁通增加。因为磁通与电机转速负相关,所以电机转速会降低。同时,由于电枢电流的增大,各部分的电阻因发热而增大,压降也增大,进而导致电位下降,这也是使转速变慢的一个因素。
向量的点积
矢量点积是其分量的乘积之和;点积的结果是一个标量,等于矢量大小和夹角的cos值的乘积。
以上非官方发布内容,仅代表个人观点。