Hvordan påvirker flux armaturenspolen?

Hvordan magnetisk flux påvirker armaturvindinger

Indvirkningen af magnetisk flux på armaturvindinger er central for arbejdsmåderne i motorer og generatorer. I disse enheder inducerer ændringer i magnetisk flux en elektrisk spændingskilde (ES) i armaturvindingerne, baseret på Faradays lov om elektromagnetisk induktion. Nedenfor følger en detaljeret forklaring af, hvordan magnetisk flux påvirker armaturvindinger:

1. Induceret elektrisk spændingskilde (ES)

Ifølge Faradays lov om elektromagnetisk induktion, når magnetisk flux gennem et lukket kredsløb ændres, dannes en induceret ES i dette kredsløb. For armaturvindinger, hvis magnetisk flux varierer over tid (f.eks. i en roterende magnetfelt), inducerer denne ændrende flux en spænding i armaturvindingerne. Formlen er som følger:

• E er den inducerede ES;

• $\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;">N</span>\; }$N er antallet af vindinger;

• $\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;">\Phi </span>\; }$Φ er magnetisk flux;

• $\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;">\Delta </span>\; }\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;">t</span>\; }$Δt er tidsændringen.

Det negative fortegn angiver, at retningen af den inducerede ES modsætter sig fluxændringen, der forårsagede den, ifølge Lenz's lov.

2. Induceret strøm

Når en induceret ES dannes i armaturvindingerne, og vindingerne danner et lukket kredsløb med en ekstern belastning, vil strøm flyde. Denne strøm, forårsaget af den ændrende magnetiske flux, kaldes induceret strøm. Størrelsen af den inducerede strøm afhænger af den inducerede ES, vindingsmodstanden, og eventuelle andre serieimpedanser, der er til stede.

3. Momentopbygning

I motorer, når der er strøm, der flyder gennem armaturvindingerne, interagerer disse strømme med det magnetfelt, der dannes af statoren, hvilket resulterer i moment. Dette skyldes, at en strømførende ledere oplever en kraft i et magnetfelt (Ampères kraft). Denne kraft kan bruges til at drive skæftsrotation, hvilket gør, at motoren kan udføre mekanisk arbejde.

4. Modstandsspænding

I DC-motorer, når armaturen begynder at rotere, klipper den også igennem magnetfeltlinjer og genererer en ES, der modarbejder spændingskilden; dette kaldes modstandsspænding eller modspænding. Tilstedeværelsen af modstandsspænding begrænser væksten i armaturstrøm og hjælper med at stabilisere motorhastigheden.

5. Magnetisk mætning og effektivitet

Når magnetisk fluxtæthed øges til et bestemt punkt, kan kerne materialet nå magnetisk mætning, hvor yderligere øget opmagnetiseringsstrøm ikke betydeligt øger magnetisk flux. Magnetisk mætning påvirker ikke kun motorprestation, men kan også føre til yderligere energitab, hvilket reducerer motoreffektiviteten.

Sammenfattende set har ændringer i magnetisk flux direkte indflydelse på den inducerede ES, strømmen, og herefter momentet i armaturvindinger, hvilket er grundlæggende for korrekt funktion af motorer og generatorer. Korrekt design og drift af motorer og generatorer skal tage hensyn til disse faktorer for at sikre effektiv og pålidelig ydeevne.