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反电动势

2018-12-08 05:50admin中国电力时空网
名词解释
反电动势是指有反抗电流发生改变的趋势而产生电动势,其本质上属于感应电动势。反电动势一般出现在电磁线圈中,如继电器线圈、电磁阀、接触器线圈、电动机、电感等。反电动势也是有很多用处的,比如在CRT电视机中的行场回扫线消隐电路,便是用的行场逆程脉冲,也就是行场偏转线圈的反电动势。目前,多数外加电流阳极用镀锌铁皮筒予填包,在阴极保护通过的初期,该镀锌铁皮还没有消耗,此时测量的阳极地床电位在-0.85V CSE左右,接近管道的自然电位,因此,在计算阳极地床接地电阻时,所考虑的反电动势力很小。

决定因素/反电动势

1. 转子角速度

2. 转子磁体产生的磁场

3. 定子绕组的匝数

当电机设计完毕,转子磁场与定子绕组的匝数都是确定的,因此唯一决定反电动势的因数是转子角速度,或者说是转子转速,随着转子速度的增加,反电动势也随之增加。

用途/反电动势

下面以常见的直流电磁继电器为例加以说明。

电磁继电器的驱动机构为电磁铁,由铁芯及缠绕在铁芯上的线圈组成,其电气特性与电感完全一样,能够抑制线圈中电流的变化。

通电时,电能转化为磁能,电磁铁产生恒定的磁场,继电器动作。

反电动势电压

断电时,电能不再供应,电磁铁线圈失电,电流迅速下降

,磁场失去能量来源,磁场逐渐消失,此时磁场由恒定状态变为变化状态。

根据电磁定律,当磁场变化时,附近的导体会产生感应电动势,其方向符合法拉第定律和楞次定律,与原先加在线圈两端的电压正好相反。这个电压就是反电动势。

这也可以用能量守恒定律来解释。通电时,电能转化为磁能,断电时,贮存的磁能转化为电能。

问题是,既然能量守恒,那么这些能量最终到哪里去了呢?这就是能量释放问题,也正是这个问题,造成了反电动势的危害。

继电器一般用开关或晶体管来控制。对于开关来说,在断电瞬间,反电动势会在开关的触点之间产生电火花,造成触点烧蚀。对于晶体管来说,反电动势会导致其击穿损坏。

克服反电动势最简单有效的方法,是在线圈两端反向并联一支二极管(二极管与线圈并联),当产生反电动势时,电流通过二极管释放,从而保护控制元件。

采用上述方法以后,磁能转化为电能,电能又全部转化为热能散发掉了。

注意事项/反电动势

(1) 如果电动机工作中由于机械阻力过大而停止转动,这时没有了反电动势,电阻很小的线圈直接接在电源两端,电流会很大,很容易烧毁电动机。

反电动势波形图

(2) 当电动机所接电源电压比正常电压低很多时,此时

电动机线圈也不转动,无反电动势产生,电动机也很容易烧坏。

反电动势也是有很多用处的,比如在CRT电视机中的行场回扫线消隐电路,便是用的行场逆程脉冲,也就是行场偏转线圈的反电动势。

阳极地床的反电动势/反电动势

在已有的阴极保护文献中,一般把阳极地床的反电动势规定为2V。经过多次现场的测试,我们发现阳极地床的自然电位一般在+0.25V CSE左右(碳粉回填料),而管道的自然电位一般在-0.06V CSE左右。因此我们认为,阳极地床的反电动势规定为2V有些过大,我们认为规定该值为1.0V较为接近及时情况。因此在计算电源输出电压时,在计算值上加上1.0V即可。由于恒电位仪的输出电压往往远远高于实际计算的电压值,所以,该值可以忽略不计,只是在估算阳极地床接地电阻时,需要考虑该电压引起的误差。

目前,多数外加电流阳极用镀锌铁皮筒予填包,在阴极保护通过的初期,该镀锌铁皮还没有消耗,此时测量的阳极地床电位在-0.85V CSE左右,接近管道的自然电位,因此,在计算阳极地床接地电阻时,所考虑的反电动势力很小。阴极保护最初投用时,可以根据实测的阳极地床电位及管道自然电位计算反电动势大小,从而得到较为精确地地床接地电阻值。