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电机知识学习总结,赶快收藏!

   2021-08-19 1300
导读

1基本知识介绍1.1直流、单相交流、三相交流1.2交流下有“同步和异步”的区别同步异步指的是转子转速与定子旋转磁场转速是同步(相同)还是异步(滞后),因而只有交流能产生旋转磁场,只有交流电机有同步异步的概念

  

1基本知识介绍


1.1直流、单相交流、三相交流


1.2交流下有“同步和异步”的区别


同步异步指的是转子转速与定子旋转磁场转速是同步(相同)还是异步(滞后),因而只有交流能产生旋转磁场,只有交流电机有同步异步的概念。


同步电机——原理:靠“磁场总是沿着磁路最短的方向上走”实现转子磁极与定子旋转磁场磁极逐一对应,转子磁极转速与旋转磁场转速相同。特点:同步电机无论作为电动机还是发电机使用,其转速与交流电频率之间将严格不变。同步电机转速恒定,不受负载变化影响。


异步电机——原理:靠感应来实现运动,定子旋转磁场切割鼠笼,使鼠笼产生感应电流,感应电流受力使转子旋转。转子转速与定子旋转磁场转速必须有转速差才能形成磁场切割鼠笼,产生感应电流。


区别:(1)同步电机可以发出无功功率,也可以吸收;异步电机只能吸收无功。(2)同步电机的转速与交流工频50Hz电源同步,即2极电机3000转、4极1500、6极1000等。异步电机的转速则稍微滞后,即2极2880、4极1440、6极960等。(3)同步电动机的电流在相位上是超前于电压的,即同步电动机是一个容性负载。同步电动机可以用以改进供电系统的功率因素。


同步电机无法直接启动:刚通电一瞬间,通入直流电的转子励磁绕组是静止的,转子磁极静止;定子磁场立即具有高速。假设此瞬间正好定子磁极与转子磁极一一对应吸引,在定子磁极在极短的时间内旋转半周的时间之内,会对转子产生吸引力,半周之后将会产生排斥力。由于转子有转动惯量,转子不会转动起来,而是在接近于0的速度下左右震动。因此同步电机需要鼠笼绕组启动。转速差使其产生感应电流,而感应电流具有减小转速差的特性(四根金属棒搭成井形,内部磁场变密会减小面积,变疏会增加面积,阻止其变化趋势),因而会使转子转动起来,直到感应电流与转速差平衡(没有电流就不会有力,因而不会消除转速差,猜测与旋转阻力有关)。


1.3永磁、电磁、感磁(构成定子、转子)


永磁——永磁铁


电磁——通电线圈


感磁——无电闭合绕组、鼠笼


永磁和电磁大多数情况下可以互换,感磁需要有旋转磁场的场合才能用,在三相同步电机中经常作为启动与电磁/永磁共用于转子。


2电机分类


2.1直流


2.1.1直流有刷电机


(1)结构:


转子——1绕组(没有旋转磁场不能用感磁,永磁不能换向也不能用)


定子——永磁/电磁(串励、并励、他励、复励)


(2)启动:


通电就能动。(电枢绕组如果只有1圈会有死点,十字交叉2圈以上就没有了。)


(3)换向:


永磁改变定子电流方向;他励改变定子或转子电流方向;串励、并励、复励改变转子绕组接线方式。


(4)调速:


调节转子电压;他励还可以调节定子电压。


(5)特点:


定子上安装有固定的主磁极和电刷,转子上安装有电枢绕组和换向器。由于电刷和换向器的存在,有刷电机的结构复杂,可靠性差,故障多,维护工作量大,寿命短,换向火花易产生电磁干扰。



2.1.2直流无刷电机


(1)结构:


转子——鼠笼/永磁/鼠笼嵌入永磁(由于无刷不能电磁)


定子——3绕组(形成旋转磁场),传感器(检测转子位置用于驱动器控制)


(2)原理:


驱动器——直流--驱动器--三相可变频交变矩形电波(正弦形是伺服电机)--定子旋转磁场。与三相鼠笼异步电动机类似。


(3)启动:


驱动器EN接地打开。


(4)换向:


驱动器F/R接地打开。


(5)调速:


旋转调速电位器。


(6)特点:


铁氧体永磁无刷直流电动机以廉价见长,且性能良好,广泛用于家用电器、汽车、玩具、电动工具等领域。用稀土永磁材料作磁极制的稀土永磁无刷直流电动机,体积小且性能更好,但价格昂贵,主要用于航天、计算机、井下仪器等。



2.2单相交流


2.2.1单相交流串励电机(有刷)


(1)结构:


转子——1绕组


定子——1绕组


转子绕组与定子绕组通过电刷串励。(感觉原理上并励也通,但是没有搜到相关资料)


(2)原理:由于定子和转子串联,在电源正半周期,定子磁场与转子电流产生转矩;电源负半周期,由于定子磁场和转子电流同时改变方向,因此转矩方向不变。当转子旋转半个周期以后,由于电刷改变转子接入电路方向,使得转矩依然不变。



(3)启动:


通电就能动。


(4)换向:


改变定子或者转子线圈的接法。


(5)调速:


调压调速。


(6)特点:


单相串励电动机属于单相交流异步电动机俗称串励电机或通用电机(Universal Motor国外叫法,感觉是因为交直流通用而得名),因电枢绕组和励磁绕组串联在一起工作而得名。单相串励电动机又叫做交直流两用串励电动机,它既可以使用交流电源工作,也可以使用直流电源工作。它的优点是由于它转速高、起动力矩大、体积小、重量轻、不容易堵转、适用电压范围很广,可以用调压的方法来调速,简单且易于实现。因而在电动工具中得到广泛的应用。单相串励电机的结构同直流串励电机十分相似,主要的区别在于单相串励电机的定子铁心必须由硅钢片叠压而成,而直流的磁极既可以由叠压而成,又可以做成整体结构。


2.2.2单相交流异步电机(电容分相)(无刷)


(单相交流没有搜到有同步电机但感觉原理上存在)


(1)结构:


转子——鼠笼


定子——1绕组(运行绕组)+1(带电容)绕组(启动绕组)


(2)原理:


单相交流电机定子绕组接成单极或者多极都不能形成旋转磁场,几个磁极大小和方向同时变化,合成一起以后,就是一维变化的磁场,因而需要启动绕组串接电容,使得相位滞后90度,这样便能形成旋转磁场。当电机启动以后,转子旋转周期与定子磁场一维交变周期相同,相当于直流电机的换向,因而能够持续转动。


(3)启动(电容分相):


第一种,起动绕组参与运行工作,运转速率大致保持定值。主要应用于电风扇,空调风扇电动机,洗衣机等电机。


第二种,起动绕组不参与运行工作,起动后离心开关断开起动绕组,而电动机以运行绕组线圈继续动作。


第三种,起动绕组串连大容量电容起动,起动后串联小容量电容运行。电机静止时离心开关是接通的,给电后起动电容参与起动工作,当转子转速达到额定值的70%至80%时离心开关便会自动跳开,起动电容完成任务,并被断开。而运行电容串接到起动绕组参与运行工作。这种接法一般用在空气压缩机,切割机,木工机床等负载大而不稳定的地方。


 
(文/小编)
 
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