线圈通电后,磁通是如何变化的? 点击:1562 | 回复:2



yx20050424

    
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发表于:2011-06-24 14:16:44
楼主

不好意思,对版块不熟。现将内容重新发布在电工论坛,请版主原谅:

最近工厂一台设备,连续烧了3个交流接触器(使用1天后),都是线圈烧掉了。后发现电压略有些偏低,在205--220V之间(额定电压220V),请电工整理线路后,电压正常了。然后我们换了个牌子的接触器,从台安的换为AAB的,一直就未再出现问题。

最后,我们自己的结论是:台达的接触器可能是水货(80%原因),电压稍微偏低(20%原因),线圈就过热(当时现场观察,吸合应该还比较好,没有颤抖)!

因为这个问题,网上查了些资料。本来不大懂,就算了。但喝了点墨水,又似懂非懂,反而更烦恼!请各位指点迷津!

理论:交变的电流产生变化的磁场,变化的磁场产生感应电动势

I*N(电流*匝数)=磁动势F(变化的电流产生磁场),磁动势F=磁通*磁阻(磁阻对磁通有阻碍作用),感应电动势E=4.44*F*N*磁通(变化的磁场,在垫圈两端产生感应电动势),线圈电压U=IR+E(因E很大,接近U,所以I很小)。

交流接触器通电,衔铁吸合后,铁芯变成闭合的磁路,按照以上理论公式,推出一系列的结果,很好理解!

但线圈通电瞬间,衔铁吸合之前,是个什么过程呢?

教科书上是这样说的“衔铁吸合前和吸合后,因为U=E=4.44*F*N*磁通(U不变,F不变,所以磁通也不变),主磁通不变(这个好像称为主磁通定律)。衔铁未吸合之前,空气的磁阻很大(约为铁芯闭合后磁阻的10倍),所以由 磁动势F=IN=磁通*磁阻,I就很大(磁通不变,磁阻很大,线圈匝数也不变,所以I变很大),这样线圈急剧发热!”

看起来很合理,很强大。但我的疑问就在这里面:

上述的分析中,前提是U=E=4.44*F*N*磁通,电压不变,那么主磁通不变(根据主磁通定理)。

既然主磁通一直不变,那我是不是也可以直接套用U=IR+4.44F*N*磁通,根据U=E=4.44F*N*磁通,那么I就很小了,与衔铁吸合后的情况岂不是一样?

所以,我想,在线圈通电后,衔铁未吸合前,磁通是否没有吸合后的大,否则这些公式之间,总有一个是矛盾的?

请各位指教!







yx20050424

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发表于:2011-06-24 20:09:35
1楼

怎么没人指点一下呢?是太简单了吗?还是觉得俺在钻牛角尖!

我的推想是这样的:

交流线圈通电瞬间,衔铁未吸合时。假设仍然是额定电流,此时由IN=磁通*磁阻,由于此时磁阻很大(有空气隙),所以磁通很小,那么由E=4.44F*N*磁通,E也很小。则由U=IR+E(U为线圈额定电压,R为直流阻抗),I=(U-E)/R,得出,I很大(若衔铁被卡住一直不能吸合,则线圈发热烧坏)。

I变大,由IN=磁通*磁阻,磁通=IN/磁阻(N为线圈匝数,不变),则磁通变大,直到吸力可以克服弹簧反作用力,吸力F=K磁通*磁通(K是一系数,吸力F基本与磁通的平方成正比)。衔铁吸合后,参照上面描述,电流变小为额定电流!

所以,线圈通电后衔铁吸合的整个过程,应该是这样的:

电流初始很大,衔铁吸合后电流变小。磁阻初始很大,衔铁吸合后磁阻变小。磁通初始时很小,然后瞬间变大,直到衔铁吸合,磁通都一直保持不变。

但如此是这样,交流线圈通电前后,就不是恒磁通了,就与所谓的恒磁通定律冲突了!

那教科书上的定律,岂不是误人子弟!抑或是我在误导...!

 

yx20050424

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发表于:2011-06-24 21:26:28
2楼

衔铁被卡住的情况,需再做一下说明:

交流线圈通电瞬间,衔铁未吸合时。假设仍然是额定电流,此时由IN=磁通*磁阻,由于此时磁阻很大(有空气隙),所以磁通很小,那么由E=4.44F*N*磁通,E也很小。则由U=IR+E(U为线圈额定电压,R为直流阻抗),I=(U-E)/R,得出,I很大(若衔铁被卡住一直不能吸合,则线圈发热烧坏)。

此时电流很大,由IN=磁通*磁阻,磁通=IN/磁阻(N为线圈匝数,不变),则磁通变大。

磁通变大,由E=4.44F*N*磁通,E变大(感抗变大),由U=IR+E,I又变小。

I变小,由IN=磁通*磁阻,磁阻很大,则磁通又变小(感抗变小)。

磁通变小,则E=4.44F*N*磁通,E变小,再由U=IR+E,I又变大。

这样反复变化(振荡),相当于给线圈持续通以大电流,线圈烧毁。

说明磁通不是一直不变的!


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