上一篇文章我们讲过串联电机振动大,噪音大,碳刷和换向器摩擦发热也比较严重,但在某些领域还有很大的市场空间。这种实际情况反映了串联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联电机的地位。
针对上述现象,我们有必要对串联电机的内部结构和工作原理进行分析,从而对串联电机有更深入的了解。
在应用中,串联电机位于交流电机和DC电机的重叠区域,本质上是DC电机。根据对DC电机特性的分析,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,并且励磁电流和磁通的相位差相对较小,因此磁通和电枢电流的相位差也很小,接近同步状态。在数值上,电机转矩基本上是磁通量和电枢电流的点积,即磁通量值、电枢电流值和相位差角余弦的乘积。因为相位差角也很小,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的频率和电机本身的极数,而单相串联电机的转速与DC电机的转速关系相同,可以根据感应定律计算,与电源的频率和极数无关。影响电机速度的因素有电源电压、磁通和导体数量。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,且转速随负载的增加而明显下降,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,很明显电机速度在降低。理论上,我们分析了当负载增加时,为了满足拖动负载的需求,电机的电枢电流会增加。由于励磁绕组和电枢绕组之间的串联励磁关系,励磁电流也随之增大,从而导致磁通量增大。因为磁通量与电机的速度负相关,所以电机的速度会降低。同时,由于电枢电流的增大,各部分电阻因发热而增大,电压降也随之增大,进而导致电位下降,这也是转速变慢的一个因素。
向量的点积
矢量点积是其各分量乘积之和;点积的结果是一个标量,等于矢量大小和夹角cos值的乘积。以上非官方发布内容,仅代表个人观点。