電機在我們的生活中是很常見的一種部件,在很多機械中也起著非常重要的驅動作用。我們對于電機的了解其實還不夠多,所以了解電機的基本知識對于我們的選購和安裝來說是很重要的。下面東方電機將會為大家介紹電機的原理和分類。
電機的直觀理解
應用領域
磁場相互牽引---旋轉的本質
結構
①定子總成:由鐵芯與繞組組成,承擔建立電機磁場功能
②轉子總成:由鐵芯與繞組/導條/磁鋼組成,承擔建立電機轉矩輸出功能
③軸承:一個支撐軸的零件,它可以引導軸的旋轉,也可以承受軸上空轉的部件
④接線盒:將繞組線引出,與電源接入的機構
⑤軸承:用來支撐電機軸承和轉子的作用
⑥風葉:工業電機用來冷卻機座,吹走多余熱量作用
⑦機座:固定端蓋和支撐定子鐵心,液體冷卻電機還承擔液體管路的作用
交流電機理論簡述
交流模型
雖然同步電機與異步電機在原理、性能、勵磁方面差異很大,但在定子的鐵芯結構、繞組特點、感應電勢,產生旋轉磁場等方面是相同的。
繞組的作用是產生磁場,轉子無論是磁源與否,均產生對應磁場與之旋轉。
繞組
一般情況下,電機定子都是有鐵芯與繞組構成,這是交流電機的共有性質,為了有效利用鐵芯,將繞組沿鐵芯內圓呈圓周均勻分布,為了達到降低或消除特定諧波目的,將跨距由整矩變換成短矩,理論與大量實踐證明,利用分布因數與短矩因數可以提高電機運行性能。
在電機繞組設計中,分布因數與短矩因數作為重要的參數,參與電機電磁計算。
節距因數
無論單層或上層繞組均由線圈構成,線圈的節距y1通常為整距或者短距,如下圖所示,線圈電動勢 為構成線圈的兩根導體感應電動勢差,線圈感應電動勢多羅星1,當線圈節距為y1時,線圈兩邊導體感應電動勢相位差為:
繞組基波節距因數可表示為:
當線圈為整距時,線圈導體節距為y=τ,電動勢相位差為180度,此時 Kp1=1,但短矩時,Kp1<1,因此,節距因數代表線圈短矩后感應電動勢比整距時所打的折扣。
短距因數
一個線圈組由q個分布線圈構成,利用電動勢星形圖確定其電動勢如右圖所示,對于雙或雙層繞組,q個線圈是等距的,每個線圈電動勢為E1,彼此之間的相位差即為相鄰槽角度α,線圈組感應電動勢大小相等,彼此差α電角度的q個線圈電動勢向量和,下圖可知,這q個向量可視作正多邊形的一部分,作為正多邊形的外界圓,可得線圈組電動勢:
繞組分布因數kd1
其表征為由集中到分布對電動勢打的折扣。
磁動勢簡介
右圖給出了兩極電機下一個整距繞組通以有效值為I的交流電后電機內的磁場分布,這是一個兩極磁場,當電流從右邊導體流入,從左邊導體流出時,磁力線在電機上半部分進入定子,在下半部分流出定子,上半部分為S極,下半部分為N極,極性相反。
根據安培全電流定律,圖中所示任何一個閉合回路的磁動勢等于所包含圍的全電流,該總磁動勢的一半作用上半個鐵芯和一個氣隙當中另一半作用與先半部分,其單邊磁勢最大幅值為:
三相旋轉磁動勢
三相繞組由三個單相繞組組成,這三個單相繞組通以對稱三相交流電流時,各自產生單相脈振磁動勢,其總和即為三相繞組合成磁動勢,對于A相繞組中的電流如果為:
其A相產生的基波脈振磁動勢為:
同理B、C相對應相差120度電角度。三相合成基波磁動勢為:
三相交流電機由以下重要結論:
· 三相合成基波磁動勢為一個幅值恒定,大小為(3/2)Fφ1的旋轉磁動勢,當用旋轉矢量表示其端點軌跡為圓。
· 基波磁動勢的同步轉速為:n1=60f/p,其中f為頻率,P為極對數,如2對極的電樞繞組通以50赫茲激勵,則產生的轉速為1500轉每分鐘。
· 當某項電流達到最大值時,基波旋轉磁動勢恰好位于該相繞組的軸線上。如果相序相反,則磁動勢旋轉方向也隨之相反。
電機分類
我們了解的感應電機一般都是當做電動機運行,實際上,包括感應電機在內的其他電機,還可以做發電機與電磁制動狀態運行,這三種運行轉態的本質區別在于機電能量轉換方向不同,在電動機運行,電機拖動負載,將電能轉換為機械能;而在發電機運行狀態時,在原動機驅動下將機械能轉換為電能;在電磁制動狀態下,轉子輸入的機械能和電源輸入的電能均轉換為熱能。
綜上所述,通過東方電機的介紹,我們已經能夠充分的了解到電機的原理和分類。電機運轉是需要很多的小部件來支撐的,電機本身也是結構比較精巧的構件。電機有不同的種類,這樣不同的電機就可以滿足不同機械的需求了。
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