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交流電動機的工作原理

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交流電動機的工作原理

目前較常用的交流電動機有兩種:1、三相異步電動機。2中华彩票app下载、單相交流電動機。第一種多用在工業上,而第二種多用在民用電器上中华彩票app下载。

一、三相異步電動機的旋轉原理
三相異步電動機要旋轉起來的先決條件是具有一個旋轉磁場,三相異步電動機的定子繞組就是用來產生旋轉磁場的。我們知道中华彩票app下载,但相電源相與相之間的電壓在相位上是相差120度的,三相異步電動機定子中的三個繞組在空間方位上也互差120度,這樣,當在定子繞組中通入三相電源時,定子繞組就會產生一個旋轉磁場,其產生的過程如圖1所示。圖中分四個時刻來描述旋轉磁場的產生過程。電流每變化一個周期中华彩票app下载,旋轉磁場在空間旋轉一周,即旋轉磁場的旋轉速度與電流的變化是同步的。旋轉磁場的轉速為:n=60f/P 式中f為電源頻率中华彩票app下载、P是磁場的磁極對數、n的單位是:每分鐘轉數。根據此式我們知道,電動機的轉速與磁極數和使用電源的頻率有關,為此,控制交流電動機的轉速有兩種方法:1、改變磁極法中华彩票app下载;2、變頻法。以往多用第一種方法,現在則利用變頻技術實現對交流電動機的無級變速控制。
觀察圖1還可發現,旋轉磁場的旋轉方向與繞組中電流的相序有關。相序A、B、C順時針排列中华彩票app下载,磁場順時針方向旋轉,若把三根電源線中的任意兩根對調,例如將B相電流通入C相繞組中,C相電流通入B相繞組中,則相序變為:C中华彩票app下载中华彩票app下载、B、A,則磁場必然逆時針方向旋轉。利用這一特性我們可很方便地改變三相電動機的旋轉方向。 ??? 定子繞組產生旋轉磁場后,轉子導條(鼠籠條)將切割旋轉磁場的磁力線而產生感應電流中华彩票app下载,轉子導條中的電流又與旋轉磁場相互作用產生電磁力,電磁力產生的電磁轉矩驅動轉子沿旋轉磁場方向以n1的轉速旋轉起來。一般情況下,電動機的實際轉速n1低于旋轉磁場的轉速n中华彩票app下载中华彩票app下载。因為假設n=n1中华彩票app下载,則轉子導條與旋轉磁場就沒有相對運動,就不會切割磁力線,也就不會產生電磁轉矩中华彩票app下载,所以轉子的轉速n1必然小于n中华彩票app下载。為此我們稱三相電動機為異步電動機。

二、單相交流電動機的旋轉原理
單相交流電動機只有一個繞組,轉子是鼠籠式的。當單相正弦電流通過定子繞組時,電動機就會產生一個交變磁場中华彩票app下载,這個磁場的強弱和方向隨時間作正弦規律變化中华彩票app下载,但在空間方位上是固定的,所以又稱這個磁場是交變脈動磁場。這個交變脈動磁場可分解為兩個以相同轉速、旋轉方向互為相反的旋轉磁場,當轉子靜止時,這兩個旋轉磁場在轉子中產生兩個大小相等、方向相反的轉矩中华彩票app下载,使得合成轉矩為零,所以電動機無法旋轉。當我們用外力使電動機向某一方向旋轉時(如順時針方向旋轉),這時轉子與順時針旋轉方向的旋轉磁場間的切割磁力線運動變?中华彩票app下载?;轉子與逆時針旋轉方向的旋轉磁場間的切割磁力線運動變大。這樣平衡就打破了,轉子所產生的總的電磁轉矩將不再是零,轉子將順著推動方向旋轉起來。

三.同步電動機的原理

同步電動機是屬于交流電機,定子繞組與異步電動機相同。它的轉子旋轉速度與定子繞組所產生的旋轉磁場的速度是一樣的,所以稱為同步電動機。正由于這樣中华彩票app下载中华彩票app下载,同步電動機的電流在相位上是超前于電壓的,即同步電動機是一個容性負載。為此,在很多時候中华彩票app下载,同步電動機是用以改進供電系統的功率因素的。
同步電動機在結構上大致有兩種:
1、轉子用直流電進行勵磁。這種電動機的轉子如圖1所示中华彩票app下载,從圖中可看出來,它的轉子做成顯極式的,安裝在磁極鐵芯上面的磁場線圈是相互串聯的,接成具有交替相反的極性,并有兩根引線連接到裝在軸上的兩只滑環上面。磁場線圈是由一只小型直流發電機或蓄電池來激勵,在大多數同步電動機中,直流發電機是裝在電動機軸上的中华彩票app下载,用以供應轉子磁極線圈的勵磁電流。
由于這種同步電動機不能自動啟動中华彩票app下载,所以在轉子上還裝有鼠籠式繞組而作為電動機啟動之用中华彩票app下载。鼠籠繞組放在轉子的周圍,結構與異步電動機相似。
當在定子繞組通上三相交流電源時中华彩票app下载,電動機內就產生了一個旋轉磁場,鼠籠繞組切割磁力線而產生感應電流中华彩票app下载,從而使電動機旋轉起來中华彩票app下载。電動機旋轉之后,其速度慢慢增高到稍低于旋轉磁場的轉速中华彩票app下载,此時轉子磁場線圈經由直流電來激勵,使轉子上面形成一定的磁極,這些磁極就企圖跟蹤定子上的旋轉磁極,這樣就增加電動機轉子的速率直至與旋轉磁場同步旋轉為止。
2、轉子不需要勵磁的同步電機
轉子不勵磁的同步電動機能夠運用于單相電源上,也能運用于多相電源上。這種電動機中,有一種的定子繞組與分相電動機或多相電動機的定子相似,同時有一個鼠籠轉子,而轉子的表面切成平面中华彩票app下载,如圖2所示。所以是屬于顯極轉子,轉子磁極是由一種磁化鋼做成的中华彩票app下载,而且能夠經常保持磁性。鼠籠繞組是用來產生啟動轉矩的,而當電動機旋轉到一定的轉速時,轉子顯極就跟住定子線圈的電流頻率而達到同步中华彩票app下载。顯極的極性是由定子感應出來的中华彩票app下载,因此它的數目應和定子上極數相等中华彩票app下载,當電動機轉到它應有的速度時,鼠籠繞組就失去了作用中华彩票app下载,維持旋轉是靠著轉子與磁極跟住定子磁極中华彩票app下载,使之同步.



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