电机产品是涉及电能、磁能、机械能等多种能量转换的电气机械产品,这些能量转换过程中,磁场是一个非常关键的因素,磁场的强弱和饱和程度,对电机性能有较大影响。
变压器和电机,都是采用铁磁材料来定形和导向磁场,磁场是能量传递或转换的媒介,除电磁绕组外,永磁材料在电机中也得到了广泛应用。
对于异步电机,定子绕组除作为电枢绕组外,一个非常重要的作用是励磁;铁芯是典型的磁性材料,是电机磁场的媒介,磁场的强弱与电流的大小直接相关。
铁磁材料之所以能够带上磁性,是因为其内部具有无数磁畴,在没有外磁场作用时,不同方向的磁畴磁性相互抵消,此时铁磁材料不带磁性。当外加磁场时,如:将异步电机定子绕组通电后,将产生一个外加磁场,铁芯材料内部的无数磁畴由于受到外磁场作用,方向变得统一,也就显出磁性。外磁场越强,材料内部被统一方向的磁畴越多,此时材料的磁化强度越强,对外表现出磁性越强。但是,当外加磁场强度增大到一定程度时,材料的磁化强度就不再增加,因为内部磁畴基本上已被统一方向,增大外磁场也不会增强该材料的磁性,此时就称该材料达到了饱和磁化强度,磁性也就达到了饱和状态。
在电机产品中,铁芯与电流的有效匹配,对电机性能有较大的影响,对电机的温升及电磁振动和噪声有较大的影响。
在实际的生产加工过程中,当电机铁芯因为叠压不紧致、定转子错位、铁芯马蹄等因素导致有效铁长不足时,最直接的后果是电机的空载电流增加,电机温升会升高。在电机的实际设计和应用中,当电机的实际电压高于额定电压时,也会使电机达到磁饱和状态,电机产生明显的发热问题。
对于有电磁噪声的电机,参与过电机试验的人员会有一种感触,当电机的外加电压相对较低时,电机的电磁噪声相对较小,而当电压升高时,电机的电磁噪声会明显增加,这也是电机达到磁饱和状态的一种具体表现。
来源:电机内参