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感应电势与电压谁大谁小?

感应电势与电压谁大谁小?

点击数:7895 次   录入时间:03-04 11:46:02   整理:http://www.55dianzi.com   电工基础

这个问题确实很有难度,楼主以及接下来的几个人都有一个误解,那就是发电机的“反电势”略大于端电压,而电动机的“反电势”略小于端电压,其实这仅适用于理想的直流电机,也就是忽略电枢反应(或者全补偿)的直流电机。在考虑电枢反应的情况下,也许还需进一步详细分析。

对于交流电机而言,“反电势”有两种,一种是空载反电势(励磁反电势),一种是气隙磁密反电势(励磁和电枢反应合成反电势),不管那种反电势,都有可能大于端电压,也有可能小于端电压,当然也可能等于端电压!究竟是大于、小于还是等于,与电动还是发电无关,而与负载性质有关,或者更精确地说是与电流相位有关。

对于同步电机而言,电动机状态和发电机状态都有一个V型曲线,本质上其实就是不同功率因数下相关参数的变化曲线。大家都知道,对于长距离的输电线送电时,由于导线的容性可能会导致端电压大幅升高的情况,这个简单的现象就充分说明了发电机可以发出比自身反电势高的电压,同理,电动机的“反电势”当然也就能够高于端电压了。

对于异步电机而言,“反电势”一般指的是气隙磁密反电势,而且异步电机由于有磁势自动补偿的功能,因此可以忽略电枢反应的影响,气隙磁密基本上就由端电压决定。同样的,异步电机的“反电势”究竟是大于、小于还是等于端电压,也跟电动、发电状态无关,而跟电流相位有关,通常情况下电网是感性的,在这种情况下并网发电状态的异步发电机,就是标准答案指出的情形,也是各种电机学教材相量图给出的情形,此时端电压大于“反电势”!

但是,如果电网是容性的,或者异步发电机单独靠电容励磁运行,则情况就不是那么简单明朗了,要进行详细的分析才能确定,端电压究竟是大于、小于还是等于“反电势”,可以肯定的一点是,3种情况都可能出现!

 

“反电势,……与电动还是发电无关,而与负载性质有关,”


1、我们把问题简单化;
2、决定电势E大小的因素:
1)如果是变压器,决定主交变磁通Φo及其频率,如果是电机决定主旋转磁极磁通Φo和转速;
2)在空载运行时,没有负载电流,变压器的主交变磁通Φo与电源电压大小相关,电压U高、Φo大、E大,这个电压U是电势两端的电压,大小相等反方向相反,我们称作为电势平衡原理;
3)电机,不管是直流电机还是交流电机,不管是发电还是电动,同样是电压U高,电势高,大小相等反方向相反,遵从电势平衡原理;

 

3、负载运行,有负载电流,负载性质不同,电流与电压的相位不同:
1)阻性负载,电流与电压同相位,电流的磁场为交轴磁场,使主极磁场偏移一个角;
2)感性负载,电流落后电压90度,电流的磁场为直轴去磁磁场,使主极磁场减弱;
3)容性负载,电流超前电压90度,电流的磁场为直轴增磁磁场,使主极磁场加强;
4)也就是说,电压一定时,负载性质不同,电势因电枢反应可能增大、减小、不变;
5)电势变化,电势两端的电压,也跟着变化,电压跟随电势大小平衡;

 

这里有一个概念问题:

1、对于异步电动机电路,我们简化成电源电压U、电机反电势E、电机阻抗Z的串联电路;
2、就是图中的E1、U、ZI构成的三角形;
3、电压U不是E1两端的电压,它是电势E1与阻抗压降ZI的矢量和;
4、在这个闭合回路里,电势两端的电压和电势大小相等方向相反平衡,它等于电源电压U与阻抗压降的矢量差;
5、那么电源电压U与电势只有在阻抗压降为零时相等;只要阻抗压降不为零,电源电压U与电势就不会相等,就有一个大一个小的问题;

 

1、如果我们说的电压U是电势E1和阻抗压降ZI的矢量和,只要有负载电流、有阻抗压降ZI,电压U和电势E就有大、小的问题;
2、由于电动时,电源电压U是反电势E1与阻抗压降的矢量和,而且电流落后电压一个锐角在第一象限,所以U总是大于E1;
3、由于发电时,转子、定子电流反向,定子电流由第1象限翻转到第三象限,这时阻抗压降与电势E1的夹角小于90度,矢量和电源电压U小于电势E1;

 

1、那个发电向量图肯定是错的,电动向量图的I1在第二象限,那么发电向量图的I1反向在第三象限,在电势E1、阻抗压降IZ、电源电压U的电压三角形中,电势E1、阻抗压降IZ的夹角是个锐角;
2、电动图向量图中,在电势E1、阻抗压降IZ、电源电压U的电压三角形中,电势E1、阻抗压降IZ的夹角是个钝角; 


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