電機(jī)在我們的生活中是很常見的一種部件，在很多機(jī)械中也起著非常重要的驅(qū)動(dòng)作用。我們對(duì)于電機(jī)的了解其實(shí)還不夠多，所以了解電機(jī)的基本知識(shí)對(duì)于我們的選購和安裝來說是很重要的。下面東方電機(jī)將會(huì)為大家介紹電機(jī)的原理和分類。
電機(jī)的直觀理解
應(yīng)用領(lǐng)域
磁場(chǎng)相互牽引---旋轉(zhuǎn)的本質(zhì)
結(jié)構(gòu)
①定子總成:由鐵芯與繞組組成，承擔(dān)建立電機(jī)磁場(chǎng)功能
②轉(zhuǎn)子總成:由鐵芯與繞組/導(dǎo)條/磁鋼組成，承擔(dān)建立電機(jī)轉(zhuǎn)矩輸出功能
③軸承:一個(gè)支撐軸的零件，它可以引導(dǎo)軸的旋轉(zhuǎn)，也可以承受軸上空轉(zhuǎn)的部件
④接線盒:將繞組線引出，與電源接入的機(jī)構(gòu)
⑤軸承:用來支撐電機(jī)軸承和轉(zhuǎn)子的作用
⑥風(fēng)葉:工業(yè)電機(jī)用來冷卻機(jī)座，吹走多余熱量作用
⑦機(jī)座:固定端蓋和支撐定子鐵心，液體冷卻電機(jī)還承擔(dān)液體管路的作用
交流電機(jī)理論簡(jiǎn)述
交流模型
雖然同步電機(jī)與異步電機(jī)在原理、性能、勵(lì)磁方面差異很大，但在定子的鐵芯結(jié)構(gòu)、繞組特點(diǎn)、感應(yīng)電勢(shì)，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)等方面是相同的。
繞組的作用是產(chǎn)生磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子無論是磁源與否，均產(chǎn)生對(duì)應(yīng)磁場(chǎng)與之旋轉(zhuǎn)。
繞組
一般情況下，電機(jī)定子都是有鐵芯與繞組構(gòu)成，這是交流電機(jī)的共有性質(zhì)，為了有效利用鐵芯，將繞組沿鐵芯內(nèi)圓呈圓周均勻分布，為了達(dá)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(shí)踐證明，利用分布因數(shù)與短矩因數(shù)可以提高電機(jī)運(yùn)行性能。
在電機(jī)繞組設(shè)計(jì)中，分布因數(shù)與短矩因數(shù)作為重要的參數(shù)，參與電機(jī)電磁計(jì)算。
節(jié)距因數(shù)
無論單層或上層繞組均由線圈構(gòu)成，線圈的節(jié)距y1通常為整距或者短距，如下圖所示，線圈電動(dòng)勢(shì) 為構(gòu)成線圈的兩根導(dǎo)體感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)差，線圈感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)多羅星1，當(dāng)線圈節(jié)距為y1時(shí)，線圈兩邊導(dǎo)體感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相位差為：
繞組基波節(jié)距因數(shù)可表示為：
當(dāng)線圈為整距時(shí)，線圈導(dǎo)體節(jié)距為y=τ，電動(dòng)勢(shì)相位差為180度，此時(shí) Kp1=1，但短矩時(shí)，Kp1<1，因此，節(jié)距因數(shù)代表線圈短矩后感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)比整距時(shí)所打的折扣。
短距因數(shù)
一個(gè)線圈組由q個(gè)分布線圈構(gòu)成，利用電動(dòng)勢(shì)星形圖確定其電動(dòng)勢(shì)如右圖所示，對(duì)于雙或雙層繞組，q個(gè)線圈是等距的，每個(gè)線圈電動(dòng)勢(shì)為E1，彼此之間的相位差即為相鄰槽角度α，線圈組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小相等，彼此差α電角度的q個(gè)線圈電動(dòng)勢(shì)向量和，下圖可知，這q個(gè)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(dòng)勢(shì)：
繞組分布因數(shù)kd1
其表征為由集中到分布對(duì)電動(dòng)勢(shì)打的折扣。
磁動(dòng)勢(shì)簡(jiǎn)介
右圖給出了兩極電機(jī)下一個(gè)整距繞組通以有效值為I的交流電后電機(jī)內(nèi)的磁場(chǎng)分布，這是一個(gè)兩極磁場(chǎng)，當(dāng)電流從右邊導(dǎo)體流入，從左邊導(dǎo)體流出時(shí)，磁力線在電機(jī)上半部分進(jìn)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(jù)安培全電流定律，圖中所示任何一個(gè)閉合回路的磁動(dòng)勢(shì)等于所包含圍的全電流，該總磁動(dòng)勢(shì)的一半作用上半個(gè)鐵芯和一個(gè)氣隙當(dāng)中另一半作用與先半部分，其單邊磁勢(shì)最大幅值為：
三相旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)
三相繞組由三個(gè)單相繞組組成，這三個(gè)單相繞組通以對(duì)稱三相交流電流時(shí)，各自產(chǎn)生單相脈振磁動(dòng)勢(shì)，其總和即為三相繞組合成磁動(dòng)勢(shì)，對(duì)于A相繞組中的電流如果為：
其A相產(chǎn)生的基波脈振磁動(dòng)勢(shì)為：
同理B、C相對(duì)應(yīng)相差120度電角度。三相合成基波磁動(dòng)勢(shì)為：
三相交流電機(jī)由以下重要結(jié)論：
· 三相合成基波磁動(dòng)勢(shì)為一個(gè)幅值恒定，大小為(3/2)Fφ1的旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)，當(dāng)用旋轉(zhuǎn)矢量表示其端點(diǎn)軌跡為圓。
· 基波磁動(dòng)勢(shì)的同步轉(zhuǎn)速為：n1=60f/p,其中f為頻率，P為極對(duì)數(shù)，如2對(duì)極的電樞繞組通以50赫茲激勵(lì)，則產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)每分鐘。
· 當(dāng)某項(xiàng)電流達(dá)到最大值時(shí)，基波旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)恰好位于該相繞組的軸線上。如果相序相反，則磁動(dòng)勢(shì)旋轉(zhuǎn)方向也隨之相反。
電機(jī)分類
我們了解的感應(yīng)電機(jī)一般都是當(dāng)做電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，實(shí)際上，包括感應(yīng)電機(jī)在內(nèi)的其他電機(jī)，還可以做發(fā)電機(jī)與電磁制動(dòng)狀態(tài)運(yùn)行，這三種運(yùn)行轉(zhuǎn)態(tài)的本質(zhì)區(qū)別在于機(jī)電能量轉(zhuǎn)換方向不同，在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，電機(jī)拖動(dòng)負(fù)載，將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能;而在發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，在原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)下將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能;在電磁制動(dòng)狀態(tài)下，轉(zhuǎn)子輸入的機(jī)械能和電源輸入的電能均轉(zhuǎn)換為熱能。
綜上所述，通過東方電機(jī)的介紹，我們已經(jīng)能夠充分的了解到電機(jī)的原理和分類。電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)是需要很多的小部件來支撐的，電機(jī)本身也是結(jié)構(gòu)比較精巧的構(gòu)件。電機(jī)有不同的種類，這樣不同的電機(jī)就可以滿足不同機(jī)械的需求了。
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