Hvordan påvirker fluks armaturvinding?

Hvordan magnetisk fluks påvirker armaturvindinger

Påvirkningen av magnetisk fluks på armaturvindinger er sentral for driftsprinsippene for motorer og generatorer. I disse enhetene inducerer endringer i magnetisk fluks en elektromotiv kraft (EMK) i armaturvindingene, basert på Faradays lov om elektromagnetisk induksjon. Nedenfor følger en detaljert forklaring av hvordan magnetisk fluks påvirker armaturvindinger:

1. Indusert elektromotiv kraft (EMK)

Ifølge Faradays lov om elektromagnetisk induksjon, når magnetisk fluks gjennom en lukket sirkel endres, genereres en indusert EMK innenfor denne sirkelen. For armaturvindinger, hvis magnetisk fluks varierer over tid (for eksempel i et roterende magnetfelt), vil denne endringen i fluks inducere en spenning i armaturvindingene. Formelen er som følger:

• E er den induserte EMK-en;

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

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

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

Det negative tegnet indikerer at retningen av den induserte EMK-en motarbeider endringen i fluksen som forårsaket den, ifølge Lenz's lov.

2. Indusert strøm

Når en indusert EMK genereres i armaturvindingene, og vindingene danner en lukket sirkel med en ekstern last, vil strøm flyte. Denne strømmen, forårsaket av den endrende magnetiske fluksen, kalles indusert strøm. Størrelsen på den induserte strømmen avhenger av den induserte EMK-en, motstanden i vindingen, og eventuelle andre serieimpedanser som er til stede.

3. Momentgenerering

I motorer, når det er strøm som flyter gjennom armaturvindingene, interagerer disse strømmer med det magnetfelt som produseres av statoren, noe som resulterer i moment. Dette skjer fordi en strømførende ledning opplever en kraft i et magnetfelt (Ampères kraft). Denne kraften kan brukes til å drive akseens rotasjon, noe som gjør at motoren kan utføre mekanisk arbeid.

4. Bak-EMK

I DC-motorer, når armaturen begynner å rotere, kuttes den også gjennom magnetfeltlinjer og genererer en EMK som motarbeider spenningsforsyningen; dette kalles bak-EMK eller mot-EMK. Tilstedeværelsen av bak-EMK begrenser veksten av armaturstrøm og bidrar til å stabilisere motors hasting.

5. Magnetisk metning og effektivitet

Når magnetisk fluksdempet øker til et visst punkt, kan kjernematerialet nå magnetisk metning, hvor videre økninger i oppladningsstrøm ikke betydelig øker magnetisk fluks. Magnetisk metning påvirker ikke bare motorens ytelse, men kan også føre til ekstra energitap, noe som reduserer motoreffektiviteten.

Sammenfattende, endringer i magnetisk fluks påvirker direkte den induserte EMK-en, strømmen, og deretter momentet i armaturvindingene, som er grunnleggende for riktig funksjon hos motorer og generatorer. Riktig design og drift av motorer og generatorer må ta hensyn til disse faktorene for å sikre effektiv og pålitelig ytelse.