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南陽(yáng)防爆電機基礎知識連載2-旋轉電機的工作原理
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作者:pmo814d6e
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發(fā)布時(shí)間: 2134天前
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交流電機包括同步電機和異步電機兩大類(lèi)。雖然同步電機和異步電機在運行原理和結構上有很多不同，但它們之間也有許多相同之處。因此，我們將著(zhù)重對交流電機的共同問(wèn)題進(jìn)行介紹。
1、三相異步電動(dòng)機的結構
2、電動(dòng)機旋轉實(shí)驗
3、電動(dòng)機內旋轉磁場(chǎng)的產(chǎn)生
1、三相異步電動(dòng)機的結構
2、電動(dòng)機旋轉實(shí)驗
3、電動(dòng)機內旋轉磁場(chǎng)的產(chǎn)生
旋轉電機的工作原理
交流電機包括同步電機和異步電機兩大類(lèi)。雖然同步電機和異步電機在運行原理和結構上有很多不同，但它們之間也有許多相同之處。因此，我們將著(zhù)重對交流電機的共同問(wèn)題進(jìn)行介紹。
2、電動(dòng)機旋轉實(shí)驗
三相異步電動(dòng)機接上電源，就會(huì )轉動(dòng)。這是什么原理呢?為了說(shuō)明這個(gè)轉動(dòng)原理，我們先看一個(gè)演示。
下圖所示的是一個(gè)裝有手柄的蹄形磁鐵，磁極間放有一個(gè)可以自由轉動(dòng)的、由銅條組成的轉子。銅條兩端分別用銅環(huán)聯(lián)接起來(lái)，形似鼠籠，作為鼠籠式轉子。磁極和轉子之間沒(méi)有機械聯(lián)系。當我們搖動(dòng)磁極時(shí)，發(fā)現轉子跟著(zhù)磁極一起轉動(dòng)。搖得快，轉子轉得也快；搖得慢，轉得也慢；反搖，轉子馬上反轉。
從這一演示得出兩點(diǎn)啟示：**、有一個(gè)旋轉的磁場(chǎng)；第二、轉子跟著(zhù)磁場(chǎng)轉動(dòng)。異步電動(dòng)機轉子轉動(dòng)的原理是與上述演示相似的。那么，在三相異步電動(dòng)機中，磁場(chǎng)從何而來(lái)，又怎么還會(huì )旋轉呢?下面就**來(lái)討論這個(gè)問(wèn)題。
3、電動(dòng)機內旋轉磁場(chǎng)的產(chǎn)生
三相異步電動(dòng)機的定子鐵心中放有三相對稱(chēng)繞組AX，BY和CZ。設將三相繞組聯(lián)接成星形，接在三相電源上，繞組中便通入三相對稱(chēng)電流其波形如下圖所示。取繞組始端到末端的方向作為電流的參考方向。在電流的正半周時(shí)，其值為正，其實(shí)際方向與參考方向一致；在負半周時(shí)，其值為負，其實(shí)際方向與參考方向相反。
定子鐵心和定子繞組并不轉動(dòng)，定子繞組中的三相電流隨著(zhù)時(shí)間和相位的變化，三相磁勢相加便形成了旋轉的磁場(chǎng)。
旋轉的定子磁場(chǎng)在切割轉子導條時(shí)，會(huì )在轉子繞組中感應出一個(gè)轉子磁場(chǎng)，引起轉子旋轉。由于感應勵磁場(chǎng)的需要，轉子的轉速總是比定子磁場(chǎng)的轉速稍慢，有一個(gè)轉差，這就是三相鼠籠式感應異步電動(dòng)機名稱(chēng)的來(lái)歷。
如果轉子是一個(gè)永磁體或是一個(gè)由轉子勵磁繞組產(chǎn)生的恒定磁場(chǎng)，那么轉子 的轉速與 定子磁場(chǎng)的轉速同步，就形成同步電機。
交流電機包括同步電機和異步電機兩大類(lèi)。雖然同步電機和異步電機在運行原理和結構上有很多不同，但它們之間也有許多相同之處。因此，我們將著(zhù)重對交流電機的共同問(wèn)題進(jìn)行介紹。
1、三相異步電動(dòng)機的結構
在各類(lèi)電動(dòng)機中，籠型轉子三相異步電動(dòng)機是結構簡(jiǎn)單、運行可靠、使用范圍*廣的一種電動(dòng)機，以下就以這種電動(dòng)機為例簡(jiǎn)單介紹旋轉電機的基本原理。
三相異步電動(dòng)機分成兩個(gè)基本部分：定子（固定部分）和轉子（旋轉部分）。其基本構造如下圖：
定子：由機座和裝在機座內的圓筒形鐵心以及其中的三相定子繞組組成。機座是用鑄鐵或鑄鋼制成的。鐵心是由互相絕緣的硅鋼片疊成的，鐵心的內圓周表面沖有槽，用以放置對稱(chēng)三相繞組AX，BY，CZ，有的聯(lián)接成星形，有的聯(lián)接成三角形。
轉子：轉子是由轉子鐵心和力矩輸出軸組成。轉子鐵心是圓柱狀，也用硅鋼片疊成，表面沖有槽。鐵心裝在轉軸上，軸用以輸出機械力矩。
2、電動(dòng)機旋轉實(shí)驗
三相異步電動(dòng)機接上電源，就會(huì )轉動(dòng)。這是什么原理呢?為了說(shuō)明這個(gè)轉動(dòng)原理，我們先看一個(gè)演示。
下圖所示的是一個(gè)裝有手柄的蹄形磁鐵，磁極間放有一個(gè)可以自由轉動(dòng)的、由銅條組成的轉子。銅條兩端分別用銅環(huán)聯(lián)接起來(lái)，形似鼠籠，作為鼠籠式轉子。磁極和轉子之間沒(méi)有機械聯(lián)系。當我們搖動(dòng)磁極時(shí)，發(fā)現轉子跟著(zhù)磁極一起轉動(dòng)。搖得快，轉子轉得也快；搖得慢，轉得也慢；反搖，轉子馬上反轉。
從這一演示得出兩點(diǎn)啟示：**、有一個(gè)旋轉的磁場(chǎng)；第二、轉子跟著(zhù)磁場(chǎng)轉動(dòng)。異步電動(dòng)機轉子轉動(dòng)的原理是與上述演示相似的。那么，在三相異步電動(dòng)機中，磁場(chǎng)從何而來(lái)，又怎么還會(huì )旋轉呢?下面就**來(lái)討論這個(gè)問(wèn)題。
3、電動(dòng)機內旋轉磁場(chǎng)的產(chǎn)生
三相異步電動(dòng)機的定子鐵心中放有三相對稱(chēng)繞組AX，BY和CZ。設將三相繞組聯(lián)接成星形，接在三相電源上，繞組中便通入三相對稱(chēng)電流其波形如下圖所示。取繞組始端到末端的方向作為電流的參考方向。在電流的正半周時(shí)，其值為正，其實(shí)際方向與參考方向一致；在負半周時(shí)，其值為負，其實(shí)際方向與參考方向相反。
定子鐵心和定子繞組并不轉動(dòng)，定子繞組中的三相電流隨著(zhù)時(shí)間和相位的變化，三相磁勢相加便形成了旋轉的磁場(chǎng)。
旋轉的定子磁場(chǎng)在切割轉子導條時(shí)，會(huì )在轉子繞組中感應出一個(gè)轉子磁場(chǎng)，引起轉子旋轉。由于感應勵磁場(chǎng)的需要，轉子的轉速總是比定子磁場(chǎng)的轉速稍慢，有一個(gè)轉差，這就是三相鼠籠式感應異步電動(dòng)機名稱(chēng)的來(lái)歷。
如果轉子是一個(gè)永磁體或是一個(gè)由轉子勵磁繞組產(chǎn)生的恒定磁場(chǎng)，那么轉子 的轉速與 定子磁場(chǎng)的轉速同步，就形成同步電機。
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