刍议交流电与磁的关系

2012-08-14杜鸿博

黑龙江水利科技 2012年3期

关键词：交流电磁路匝数

杜鸿博，陈健

(佳木斯水利勘测设计研究院，黑龙江佳木斯154002)

提起交流电，大家都不陌生，他就在我们身边。说到磁人们也都很熟悉，在《电机学》中，涉及到这样一个基本关系式:

式中:V为电压;E为感应电势;f为交流电频率;N为线圈匝数;Φ为磁路磁通。

由此，我们还可以写出磁路中的欧姆定律:

式中:I为线圈匝数;Rm为磁路磁阻。

U≈4.44fΦN虽然是一个近似关系式，但它是一个非常重要的关系，在理论和实践中却没有得到应有的重视。

1 修电视和变压器时不能减少绕组匝数的原因

变压器油变比U1/U2=I1/I2，有人认为只要核算好电流密度，就可以在增加绕组线径的条件下减少绕组匝数。根据U≈4.44fΦN，f不变，N减少，Φ将增加，Φ增加运行时铁损将增加，若铁芯中磁通密度由于Φ的增加而进入饱和状态，输出将达到不定额值。电机与变压器原理相同。

2 电流互感器副边不能开路的原因

电流互感器副边不能开路。大家都知道，原因还得用U≈4.44fΦN解释。副边电压U2≈4.44fΦN2，其中Φ是由原边安匝I1N1和副边安匝I2N2共同产生的。而I2N2是去磁磁势。所以电流互感器副边一旦开路，由于去磁磁势不存在，根据磁路中的欧姆定律，Φ比剧增，又据U≈4.44fΦN，U2也剧增，其结果是感应出高电压。所以电流互感器使用时二次线圈一端及外壳均要可靠接地。

3 继电器、交流接触器的线圈会烧坏的原因

有人认为，若电源电压正常，继电器、接触器的线圈不易被烧坏。可实际中此电器的线圈却常被烧坏，单纯认为是其质量不好却也过分。其实如果继电器、接触器的触头变形、脱出，触头或动铁蕊与静铁蕊间有异物等都会使线圈通电后铁蕊不能吸合，时间稍长，线圈将被烧坏。

由关系式知，若电源电压不变，磁路中Φ也不变，由于磁路中长期存在一空隙，通电后若动铁蕊不能吸合，就使磁路磁阻较正常通电后大许多;再根据磁路欧姆定律:Φ不变，Rm增大，I也将增大，当超过线圈额定电流时间稍长，线圈将烧坏。

若电源电压高于继电器，接触器线圈的额定电压，将导致线圈激磁电流增加，据关系式，又将导致磁路磁通Φ的增加，其结果是铜损铁损都增加，线圈会因过热而烧毁。

若电源电压低于线圈的定额电压，即导致Φ也低，有可能使电磁力小于弹簧的机械弹力而使铁蕊不能吸合，线圈也会被烧坏。

本人曾有过亲身体验，一电动机用CJ10—20型接触器控制，线圈电压380 V，因主触头间有异物而使线圈烧坏。手头有一线圈(当时没有注意其额定电压)，于是清除异物用其换掉被烧坏的线圈，工作正常电动机可以起动，可用了不久线圈又被烧坏，经查动铁蕊及触头间无异物，动铁蕊活动自如，细看线圈上的铭牌，原来其额定电压为220 V，因而导致线圈再次被烧坏。换一额定电压380 V的线圈，接触器恢复正常工作，一直至今，没有发生线圈烧坏的现象。

4 关系式在电机维修及绕组重绕绝缘漆烘干中的应用

电机在受潮或更换了绕组等都要进行干燥处理。若无适当的烘干设备，则可直接给定子线圈通电来干燥。即取出转子，给定子绕组通以低压流电，使绕组发热而达到烘干目的。原理是:转子抽出磁路磁阻剧增。由U≈4.44fΦN要维持Φ有适当的数值，则必须用低压交流电。操作是最好用电流表监视绕组电流，使之不超过1.0～1.2倍的额定电流。烘干时用单相调压器调压，三相绕组并联后再加额定电压的10%左右。三相绕组也可串联，但适当提高电压，也可采用三相绕组串连接220 V电源，断续供电法烘干。

另外，还可用另一方法烘干:将转子取出，在定子铁蕊上绕以激磁线圈。线圈通入单相交流电，定子铁蕊中将产生感应磁通而使铁蕊发热达到目的。使用该方法时，一般设定铁蕊中磁通密度B=0.9 T左右，则铁蕊磁通Φ=BS=0.9S(S－铁蕊截面面积m2)。根据U≈4.44fΦN关系式可计算激磁绕组所需匝数。