電機(jī)原理基礎(chǔ)知識(shí)講解

電機(jī)原理基礎(chǔ)知識(shí)講解

一、電機(jī)的運(yùn)行原理

1、安培環(huán)路定律——全電流定律本定律闡(chan

)述電流產(chǎn)生磁場(chǎng)的規(guī)律，由式表達(dá)：上式說(shuō)明沿任一條閉合回路L,磁場(chǎng)強(qiáng)度的線(xiàn)積分

等于該閉合路所包圍的全電流。

將全電流定律用到電機(jī)中,由于電機(jī)磁路通常可按不同的材料和幾何尺寸分成幾段,

每段中的磁場(chǎng)強(qiáng)度是相同的，因此可將上式寫(xiě)成：Hi?…第i段磁路磁場(chǎng)強(qiáng)度(A/m)Li?一

第i段磁路計(jì)算長(zhǎng)度(m)Wi…?磁勢(shì)(A)W…線(xiàn)圈匝數(shù)

磁場(chǎng)感應(yīng)電流產(chǎn)生的強(qiáng)弱及方向由磁感應(yīng)強(qiáng)度表示。形象的懶磁場(chǎng)用磁力線(xiàn)，磁力

線(xiàn)是閉合曲線(xiàn),磁力線(xiàn)的方向與產(chǎn)生磁場(chǎng)的電流之間符合右噱旋法則。穿過(guò)單位面積的磁

力線(xiàn)數(shù)就是感應(yīng)艘B.磁感應(yīng)醵不僅與電流有關(guān),而且與周?chē)橘|(zhì)有關(guān)，當(dāng)周?chē)庞需F

磁物質(zhì)時(shí)，磁場(chǎng)會(huì)大大加強(qiáng)，這是因?yàn)椴煌慕橘|(zhì)有不同的磁導(dǎo)率，磁導(dǎo)率用uO表示。

真空磁導(dǎo)率磁場(chǎng)物質(zhì)u為uO的幾百倍至幾千倍,而且與磁場(chǎng)強(qiáng)度有關(guān),不是常數(shù)，磁場(chǎng)

強(qiáng)與磁感應(yīng)強(qiáng)度關(guān)系為H二B/u式中B—表示磁感應(yīng)強(qiáng)度(T)U-表示磁導(dǎo)率(H/m)H

—表示磁場(chǎng)強(qiáng)度，也叫磁勢(shì)(A/m)在均勻磁場(chǎng)中,穿過(guò)面積S的磁力線(xiàn)定義為磁通。

2、電磁力定律本定律

闡述處于磁場(chǎng)中的載流導(dǎo)體受有電磁力作用。當(dāng)磁場(chǎng)與載流導(dǎo)體相互垂直時(shí)，作用在

導(dǎo)體相互垂直時(shí)，作用在導(dǎo)體的電磁力為f二BiL式中

f—電磁力(N)

B-------磁感應(yīng)強(qiáng)度(T)

i??一導(dǎo)體的電流(A)

L--導(dǎo)體的有效長(zhǎng)度(m)

電磁力f的方向由左手定則判定：磁通指向手心，伸直四指指電流方向，垂直的拇指

指電磁方向。

3、電磁感應(yīng)定律本定律

闡述磁通變化產(chǎn)生感生電勢(shì)的規(guī)律。

⑴變化磁通產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)——變壓器電勢(shì)

式中W—與磁通。相交鏈的線(xiàn)圈匝數(shù)Q—與線(xiàn)圈交鏈的磁通(Wb)t—時(shí)間(s)e-感應(yīng)

動(dòng)勢(shì)(V)

⑵切割電勢(shì),導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)并切割磁力線(xiàn)時(shí)，導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：e=BL.V式

中BT?感應(yīng)強(qiáng)度(T)L—導(dǎo)線(xiàn)有效長(zhǎng)度V—導(dǎo)線(xiàn)垂直于磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)速度

上式感應(yīng)電勢(shì)方向由右手定則確定,手心迎著磁通、垂直的拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)方向,

平行四指指向感應(yīng)電勢(shì)方向。

4、能量守恒原理

在質(zhì)量不變的物理系統(tǒng)中，能量總是守恒的，能量既不能憑空產(chǎn)生，也不能憑空消失,

而僅能變換的形式。在電動(dòng)機(jī)能量的平衡關(guān)系式為：電源輸入的電能二磁場(chǎng)儲(chǔ)能的熠加+熱

能的能量損耗十機(jī)械能的輸出式中：轉(zhuǎn)換為熱能的能量損耗主要包括三部分

⑴定、轉(zhuǎn)子繞組銅耗；

⑵交變磁通在鐵芯的鐵耗；

⑶通風(fēng)、摩擦產(chǎn)生的機(jī)械損耗。

二、單相異步電動(dòng)機(jī)工作原理

在三項(xiàng)點(diǎn)集中，當(dāng)定子三相繞組接到三相交流電源時(shí),對(duì)稱(chēng)三相交流電流在

三相對(duì)稱(chēng)繞組中流通，產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)和磁場(chǎng)，從下圖表示：電流隨時(shí)間變化，產(chǎn)

生磁勢(shì)和磁場(chǎng)在空間旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)速度由電源頻率f和電機(jī)極數(shù)P決定。n=2x60/p阡式中n

—旋轉(zhuǎn)磁轉(zhuǎn)速(r/min)p—電機(jī)極數(shù)

f—電源頻率(HZ)在單相電機(jī)中曲于單相繞組產(chǎn)生的使脈振磁場(chǎng)，電機(jī)沒(méi)有起動(dòng)轉(zhuǎn)矩,

入能起動(dòng)，如下圖所示：

因此在單相電機(jī)定子鐵芯中嵌放兩繞組且其軸線(xiàn)在空間相隔90。電角度，兩相繞組的

線(xiàn)徑、匝數(shù)分布個(gè)不相同其中一項(xiàng)繞組稱(chēng)為主繞組(用M表示)。另一項(xiàng)繞組稱(chēng)為付繞組(用

A表示)。付繞組鐵移相元件接入電源。結(jié)構(gòu)原理如下圖：

在單相電機(jī)中,若定子上的主、付兩相繞組完全對(duì)稱(chēng)，兩相繞組接到兩相對(duì)稱(chēng)電源，

則與三相電機(jī)一樣也產(chǎn)生在空間旋轉(zhuǎn)的圓形旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)和磁場(chǎng)，如下圖：

可見(jiàn)對(duì)稱(chēng)繞組通入對(duì)稱(chēng)兩相電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)與三相電機(jī)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)一樣。其旋

轉(zhuǎn)速度與電源頻率和電機(jī)極數(shù)有關(guān)；n=120f/p

在單相電機(jī)的轉(zhuǎn)子中鑄有許多彼此相連通的鼠籠形鋁導(dǎo)條。

當(dāng)電機(jī)中磁場(chǎng)以n速度旋轉(zhuǎn)時(shí)，處于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中的轉(zhuǎn)子導(dǎo)條就會(huì)切割磁力線(xiàn)而產(chǎn)生感

應(yīng)電勢(shì)和感應(yīng)電流，感應(yīng)電流在磁場(chǎng)的作用下產(chǎn)生電磁力和電磁力危，形成一定得轉(zhuǎn)速

n'0

T殳情況下電機(jī)轉(zhuǎn)速n'不等于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速n0因?yàn)閚'二n時(shí)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條相對(duì)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)

是靜止的，導(dǎo)條中就不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)和感應(yīng)電流,電機(jī)就不會(huì)電磁力矩，電機(jī)的轉(zhuǎn)速就

會(huì)自然下降。因轉(zhuǎn)子速度始終低于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)速度,故此種電機(jī)為“單相異步電動(dòng)機(jī)”。

三、電容運(yùn)轉(zhuǎn)單相異步

電動(dòng)機(jī)工作繞組及主繞組M與副繞組A的軸線(xiàn)在空間相隔90。電角度，副繞組串聯(lián)一

個(gè)電容C在于工作繞組并接與電源，由于付繞組串聯(lián)了電容所以副繞組中的電流在相位上

超前于主繞組電流,這樣由