電機原理基礎(chǔ)知識講解

電機原理基礎(chǔ)知識講解

一、電機的運行原理

1、安培環(huán)路定律——全電流定律本定律闡(chan

)述電流產(chǎn)生磁場的規(guī)律，由式表達(dá)：上式說明沿任一條閉合回路L,磁場強度的線積分

等于該閉合路所包圍的全電流。

將全電流定律用到電機中,由于電機磁路通?？砂床煌牟牧虾蛶缀纬叽绶殖蓭锥?

每段中的磁場強度是相同的，因此可將上式寫成：Hi?…第i段磁路磁場強度(A/m)Li?一

第i段磁路計算長度(m)Wi…?磁勢(A)W…線圈匝數(shù)

磁場感應(yīng)電流產(chǎn)生的強弱及方向由磁感應(yīng)強度表示。形象的懶磁場用磁力線，磁力

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

力線數(shù)就是感應(yīng)艘B.磁感應(yīng)醵不僅與電流有關(guān),而且與周圍介質(zhì)有關(guān)，當(dāng)周圍放有鐵

磁物質(zhì)時，磁場會大大加強，這是因為不同的介質(zhì)有不同的磁導(dǎo)率，磁導(dǎo)率用uO表示。

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

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

—表示磁場強度，也叫磁勢(A/m)在均勻磁場中,穿過面積S的磁力線定義為磁通。

2、電磁力定律本定律

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

導(dǎo)體相互垂直時，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)強度(T)

i??一導(dǎo)體的電流(A)

L--導(dǎo)體的有效長度(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)生感生電勢的規(guī)律。

⑴變化磁通產(chǎn)生的感應(yīng)電勢——變壓器電勢

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

動勢(V)

⑵切割電勢,導(dǎo)線在磁場中運動并切割磁力線時，導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢：e=BL.V式

中BT?感應(yīng)強度(T)L—導(dǎo)線有效長度V—導(dǎo)線垂直于磁場的運動速度

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

平行四指指向感應(yīng)電勢方向。

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。在電動機能量的平衡關(guān)系式為：電源輸入的電能二磁場儲能的熠加+熱

能的能量損耗十機械能的輸出式中：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)生的機械損耗。

二、單相異步電動機工作原理

在三項點集中，當(dāng)定子三相繞組接到三相交流電源時,對稱三相交流電流在

三相對稱繞組中流通，產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁勢和磁場，從下圖表示：電流隨時間變化，產(chǎn)

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

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

f—電源頻率(HZ)在單相電機中曲于單相繞組產(chǎn)生的使脈振磁場，電機沒有起動轉(zhuǎn)矩,

入能起動，如下圖所示：

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

線徑、匝數(shù)分布個不相同其中一項繞組稱為主繞組(用M表示)。另一項繞組稱為付繞組(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：

在單相電機中,若定子上的主、付兩相繞組完全對稱，兩相繞組接到兩相對稱電源，

則與三相電機一樣也產(chǎn)生在空間旋轉(zhuǎn)的圓形旋轉(zhuǎn)磁勢和磁場，如下圖：

可見對稱繞組通入對稱兩相電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁勢與三相電機產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁勢一樣。其旋

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

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

當(dāng)電機中磁場以n速度旋轉(zhuǎn)時，處于旋轉(zhuǎn)磁場中的轉(zhuǎn)子導(dǎo)條就會切割磁力線而產(chǎn)生感

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

n'0

T殳情況下電機轉(zhuǎn)速n'不等于旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速n0因為n'二n時，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條相對旋轉(zhuǎn)磁場

是靜止的，導(dǎo)條中就不會產(chǎn)生感應(yīng)電勢和感應(yīng)電流,電機就不會電磁力矩，電機的轉(zhuǎn)速就

會自然下降。因轉(zhuǎn)子速度始終低于旋轉(zhuǎn)磁場速度,故此種電機為“單相異步電動機”。

三、電容運轉(zhuǎn)單相異步

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

個電容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