电动马达

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电动马达,一种将电能转换为电能的装置机械能,通常是利用电磁现象。

大多数电动机的机械转矩是由导体相互作用产生的当前的与a成直角磁场.各种类型的电动机在导体和电场的布置方式以及对机械输出的控制方式上都有所不同转矩速度和位置。大多数主要种类是划定在下面。

感应电动机

最简单的一种感应电机显示在横截面数字.一个三相的定子绕组是插在定子铁槽内的。这些绕组可以以wye结构连接,通常没有外部连接到中性点,也可以以delta结构连接。转子由一个圆柱形铁芯组成,导体放置在表面周围的凹槽中。在最常见的形式中,这些转子导体在转子的每一端通过导电端环连接在一起。

首先假定定子绕组连接在a上,就可以确定感应电动机的工作原理三相电源即一组三个正弦电流的形式所示数字定子绕组内流动。这数字显示了这些电流在产生磁场横跨气隙的影响在一个周期中有6个瞬间。为简单,仅显示各相绕组的中心导体回路。在那一瞬间t1数字,同相电流一个最大值是正的吗b而且c一半的值是负的。结果是,磁场在气隙周围近似正弦分布,顶部最大向外值,底部最大向内值。在时间t2数字(即六分之一周期后),相态电流c最大值是负的,而在两个相中b和相位一个是半价值积极的。结果,如所示t2数字,同样是一个正弦分布的磁场,但逆时针旋转60°。检查当前的分布t3.t4t5,t6表明磁场随着时间的推移继续旋转。磁场在定子电流的一个循环中完成一次旋转。因此,三个相等的正弦电流,在时间上均匀位移,并在三个定子绕组中以角度位置均匀位移的组合效应是产生一个旋转磁场具有恒定的大小和机械角速度这取决于供电的频率。

磁场相对于转子导体的旋转运动导致在每个转子导体中感应电压,与磁场相对于导体的大小和速度成正比。由于转子导体在每一端都短路在一起,其影响将导致电流在这些导体中流动。在最简单的工作模式下,这些电流大约等于感应电压除以导体电阻。瞬间转子电流的模式t1数字在这张图中数字.电流在转子周围近似正弦分布外围并且要定位以便在转子上产生逆时针转矩(即,与磁场旋转方向相同的转矩)。这个扭矩的作用是加速转子和旋转机械负荷。随着转子转速的增加,其相对于旋转场的速度减小。因此,感应电压降低,导致转子导体电流和转矩成比例减少。当转子电流产生的转矩等于负载在该速度下所需的转矩时,转子速度达到一个稳定值,而没有多余的转矩可用于加速负载和电机的组合惯性。

机械输出功率必须由电气输入功率提供。原始定子电流如图所示数字足以产生旋转磁场。在转子电流的存在下维持这一旋转场数字时,定子绕组必须附加一个正弦电流分量,其大小和相位可以抵消电机中转子电流所产生的磁场效应数字.每个相绕组的总定子电流是产生磁场的一个正弦分量和另一个正弦分量的和,使第一个正弦分量领先四分之一周期,或90°,以提供所需的电力。电流的第二部分,或功率部分,与施加在定子上的电压相一致,而第一部分,或磁化部分滞后施加电压的四分之一周期,或90°。在额定负载下,这种磁化分量通常在功率分量大小的0.4 ~ 0.6范围内。

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大多数三相感应电动机的定子绕组直接连接到恒压恒频三相电源上。典型的电源电压范围从230伏线对线电机相对低功率(例如,0.5至50千瓦)到约15千伏线对线大功率电机约10兆瓦。

除了定子绕组电阻中有一个很小的压降外,电源电压与磁的时间变化率相匹配通量在机器的定子里。因此,在恒频恒压电源下,旋转磁场的大小保持不变,转矩大致与电源电流的功率分量成比例。

对于上图所示的感应电机,磁场在供电频率的每个周期内旋转一圈。对于60赫兹的电源,电场速度是每秒60转,或每分钟3600转。转子的速度比磁场的速度要小一个量,这个量刚好足以诱导转子导体中产生转子电流所需的负载转矩所需的电压。在满载时,速度通常比现场速度(通常称为同步速度)低0.5 - 5%,较高的百分比适用于较小的电机。这种速度上的差异通常被称为滑差。

其他同步速度可以获得恒定的频率供应通过建立一个机器与更多的磁极对,而不是两极的结构数字.磁场速度的可能值(每分钟转数)是120f/p,在那里f频率单位是赫兹(每秒周期)和p是极点数(必须是偶数)。一个给定的铁架可以伤口对于几个可能数量的极点对中的任意一个,使用跨度约为(360/p)°。转矩从机器框架将保持不变,因为它是成比例的产品的磁场和允许线圈电流。因此,框架的额定功率,是扭矩和速度的乘积,将大致与极对的数量成反比。60赫兹电机最常见的同步速度是每分钟1800转和1200转。