记住电机的原理和几个重要的公式,就知道搞清楚电动机是多么容易了!
电动机,一般指电动机,又称电动机,是现代工业和生活中非常常见的东西,也是将电能转变为机械能的最重要的设备。
汽车、高铁、飞机、风力涡轮机、机器人、自动门、水泵、硬盘,甚至我们最常见的手机中都安装了电动机。
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下面是零散的分享,可以让新手快速了解交流异步电机的原理。
电机原理
电机的原理很简单,简单来说就是一种利用电能在线圈上产生旋转磁场并推动转子旋转的装置。研究过电磁感应定律的人都知道,通电的线圈在磁场的作用下会旋转,而电机的基本原理就是这样,这是初中物理的知识。
电机结构
拆过电机的人都知道,电机主要由固定的定子部分和旋转的转子部分两部分组成,如下:
1.定子(静止部分)
定子铁芯:电机磁路的重要组成部分,定子绕组置于其上;
定子绕组:即线圈,电机的电路部分,连接电源,用于产生旋转磁场;
机座:固定定子铁芯和电机端盖,起到保护、散热等作用;
2.转子(旋转部分)
转子铁芯:电机磁路的重要组成部分,转子绕组置于铁芯槽内;
转子绕组:切割定子使磁场旋转产生感应电动势和电流,形成电磁扭矩使电机旋转;
电机计算的几个公式
1.电磁相关
1)电机的感应电动势公式:E=4.44*f*N*Φ,E为线圈电动势,f为频率,S为周围导体(如铁芯)的截面积),N 为匝数,Φ 为磁通量。
我们不会深入研究公式是如何推导的,我们只会看看如何使用它。感应电动势是电磁感应的本质,当具有感应电动势的导体闭合时,就会产生感应电流。
当感应电流在磁场中受到安培力时,产生磁矩,推动线圈旋转。
由上式我们知道,电动势的大小与电源频率、线圈匝数和磁通量成正比。
磁通量的计算公式为Φ=B*S*COSθ,当面积为S的平面与磁通量方向垂直时
场,角度θ为0,COSθ等于1,公式变为Φ=B*S
结合以上两个公式,可以得到电机磁通强度的计算公式为:B=E/(4.44*f*N*S)。
2)另一个是安培力公式,我们需要知道线圈受到多大的力,我们需要这个公式F=I*L*B*sinα,其中I是电流强度,L是导体长度,
B是磁场强度,α是电流方向与磁场方向之间的角度。当导线垂直于磁场时,公式变为F=I*L*B(对于N匝线圈的情况,磁通B为N匝线圈的总磁通,不乘以N)。知道力量,
我们知道扭矩,它等于扭矩乘以作用半径,T=r*F=r*I*B*L(矢量积)。
通过功率=力*速度(P=F*V)和线速度V=2πR*每秒速度(n秒)两个公式,可以建立与功率的关系,可得下面序号3的公式获得。
但需要注意的是,本例中使用的是实际输出扭矩,因此计算出的功率即为输出功率。
2、交流异步电动机的转速计算公式
n=60f/p,这个很简单,转速与电源的频率成正比,与电机的极对数(记住是一对)成反比,直接套用公式即可。
但这个公式实际上计算的是同步转速(旋转磁场转速),而异步电机的实际转速会略低于同步转速,所以我们经常看到4极电机一般都在1400转以上,并且无法达到1500转。
3、电机扭矩与功率计转速的关系
T=9550P/n(P为电机功率,n为电机转速),可以从上面序号1的内容推导出来,不过我们不需要学推导,记住这个计算公式就可以了。
不过,还是那句话,公式中的功率P不是输入功率,而是输出功率,并且由于电机的损耗,输入功率不等于输出功率。但书本上常常理想化地认为输入功率等于输出功率。
4、电机功率(输入功率)
1)单相电机功率计算公式:P=U*I*cosφ,若功率因数为0.8,电压为220V,电流为2A,则功率P=0.22×2×0.8=0.352KW。
2)三相电机功率计算公式:P=1.732*U*I*cosφ(cosφ为功率因数,U为负载线电压,I为负载线电流)。
不过这种你我都和电机的接法有关,星型接法时,因为相隔120°电压的三个线圈的公共端连接在一起形成0点,加载的电压负载线圈中实际上是相电压;
在三角形连接中,每个线圈的两端都连接有一根电源线,因此加载的负载线圈上的电压就是线电压。
如果我们用常用的三相380V电压,星形接法时线圈为220V,三角形接法为380V,P=U*I=U^2/R,所以三角形接法的功率为3是星形接法的2倍,这就是大功率电机采用星三角降压启动的原因。
如果你掌握了上面的公式并理解透了,你就不会对电机的原理感到困惑,也就不会害怕学习电机拖动这个高悬的课程了。
电机其他部件
1. 风扇
一般安装在电机尾部,用于电机散热;
2个。接线盒
用于接入电源,如交流三相异步电机,也可根据需要接成星形或三角形;
3. 轴承
连接电机的旋转部分和不动部分;
4.端盖
电机外侧的前后盖起支撑作用。
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