当前位置:首页 > 问答百科 > 正文内容

交流电动机工作原理(电动机的原理详解)

福瑞号2022-11-30 12:57:10问答百科284
本期我们的主题是电动机的原理。
交流电动机工作原理(电动机的原理详解)-图1

图片来源于网络

电动机是将电能转换成机械能的电气部件,不同的供电方式,具体的工作原理也有所不同。下面以典型直流电动机和交流电动机为例介绍电动机的工作原理。
01

直流电动机的工作原理

直流电动机可分为有刷直流电动机和无刷直流电动机。
有刷直流电动机的工作原理。有刷直流电动机工作时,绕组和换向(相)器旋转,主磁极(定子)和电刷不旋转,直流电源经电刷加到转子绕组上,绕组电流方向的交替变化是随电动机转动的换向器及与其相关的电刷位置变化而变化的。图4-17为典型有刷直流电动机的工作原理。
精彩演示
交流电动机工作原理(电动机的原理详解)-图2

图4-17 典型有刷直流电动机的工作原理

有刷直流电动机接通电源瞬间,直流电源的正、负两极通过电刷A和B与直流电动机的转子绕组接通,直流电流经电刷A、换向器1、绕组ab和cd、换向器2、电刷B返回到电源的负极。绕组ab中的电流方向由a到b;绕组cd中的电流方向由c到d。两绕组的受力方向均为逆时针方向,这样就产生了一个转矩,使转子铁芯逆时针方向旋转。
当有刷直流电动机转子转到90°时,两个绕组边处于磁场物理中性面,且电刷不与换向器接触,绕组中没有电流流过,F=0,转矩消失。
由于机械惯性的作用,有刷直流电动机的转子将冲过90°继续旋转至180°,这时绕组中又有电流流过,此时直流电流经电刷A、换向器2、绕组dc和ba、换向器1、电刷B返回到电源的负极。根据左手定则可知,两个绕组受力的方向仍是逆时针,转子依然逆时针旋转。
无刷直流电动机的工作原理无刷直流电动机的转子由永久磁钢构成,圆周设有多对磁极(N、S),绕组绕制在定子上,当接通直流电源时,电源为定子绕组供电,磁钢受到定子磁场的作用而产生转矩并旋转。
交流电动机工作原理(电动机的原理详解)-图3

图4-18为典型无刷直流电动机的工作原理

无刷直流电动机定子绕组必须根据转子的磁极方位切换其中的电流方向才能使转子连续旋转,在无刷直流电动机内必须设置一个转子磁极位置的传感器,这种传感器通常采用霍尔元件。
交流电动机工作原理(电动机的原理详解)-图4

图4-19 典型霍尔元件的工作原理

02

图4-20为典型交流同步电动机的工作原理。电动机的转子是一个永磁体,具有N、S磁极,置于定子磁场中时,定子磁场的磁极n吸引转子磁极S,定子磁极s吸引转子磁极N。如果此时使定子磁极转动,则由于磁力的作用,转子会与定子磁场同步转动。
若三相绕组用三相交流电源代替永磁磁极,则定子绕组在三相交流电源的作用下会形成旋转磁场,定子本身不需要转动,同样可以使转子跟随磁场旋转。
交流电动机工作原理(电动机的原理详解)-图5

图4-20 典型交流同步电动机的工作原理

交流电动机工作原理(电动机的原理详解)-图6

图4-21 典型交流同步电动机的驱动原理

图4-22为单相交流异步电动机的工作原理。交流电源加到电动机的定子线圈中,使定子磁场旋转,从而带动转子旋转,最终实现将电能转换成机械能。可以看到,单相交流异步电动机将闭环线圈(绕组)置于磁场中,交变电流加到定子绕组中所形成的磁场是变化的,闭环线圈受到磁场作用会产生电流,从而产生转动力矩。
交流电动机工作原理(电动机的原理详解)-图7

图4-22 单相交流异步电动机的工作原理

重要提示
单相交流电是频率为50Hz的正弦交流电。如果电动机定子只有一个运行绕组,则当单相交流电加到电动机的定子绕组上时,定子绕组就会产生交变的磁场。该磁场的强弱和方向是随时间按正弦规律变化的,但在空间上是固定的。
三相交流异步电动机在三相交流供电的条件下工作。图4-23为三相交流异步电动机的工作原理。三相交流异步电动机的定子是圆筒形的,套在转子的外部,电动机的转子是圆柱形的,位于定子的内部。三相交流电源加到定子绕组中,由定子绕组产生的旋转磁场使转子旋转。
三相交流异步电动机需要三相交流电源提供工作条件,满足工作条件后,三相交流异步电动机的转子之所以会旋转、实现能量转换,是因为转子气隙内有一个沿定子内圆旋转的磁场。
交流电动机工作原理(电动机的原理详解)-图8

图4-23 三相交流异步电动机的工作原理

交流电动机工作原理(电动机的原理详解)-图9

图4-24 三相交流电的相位关系

三相交流异步电动机接通三相电源后,定子绕组有电流流过,产生一个转速为n0的旋转磁场。在旋转磁场的作用下,电动机转子受电磁力的作用,以转速n开始旋转。这里n始终不会加速到n0,因为只有这样,转子导体(绕组)与旋转磁场之间才会有相对运动而切割磁力线,转子导体(绕组)中才能产生感应电动势和电流,从而产生电磁转矩,使转子按照旋转磁场的方向连续旋转。定子磁场对转子的异步转矩是异步电动机工作的必要条件,“异步”的名称也由此而来。
好了,以上就是本期所有的内容,希望你会喜欢。更多知识,【关注作者】,我们下期继续分享。

扫描二维码推送至手机访问。

版权声明:本文由福瑞号发布,如需转载请注明出处。

本文链接:https://www.furui.com.cn/6954.html

“交流电动机工作原理(电动机的原理详解)” 的相关文章

关于黄河的歌曲有哪些(红色歌曲天天唱|《保卫黄河》)

关于黄河的歌曲有哪些(红色歌曲天天唱|《保卫黄河》)

《保卫黄河》 光未然 作词 冼星海 作曲 中央乐团合唱团 演唱 风在吼 马在叫 黄河在咆哮 黄河在咆哮 河西山冈万丈高 河东河北高粱熟了 万山丛中 抗日英雄真不少 青纱帐里 游击健儿逞英豪 端起了土枪洋枪 挥动着大刀长矛 保卫家乡 保卫黄河 保卫华北 保卫全中国 风在吼 马在叫 黄河在咆哮...

为什么安倍能当这么久(为什么能当9年首相)

为什么安倍能当这么久(为什么能当9年首相)

自从1885年,日本设置了内阁总理大臣(首相)的职位以来,已经产生了64位首相。他们的任期大多非常短,只有1年~2年,最短的是东久迩宫稔彦,只当了54天的首相,就下台了。 在所有的首相中,安倍晋三的任期是最长的,总计3188天,也就是近9年的时间。他的第一任期是2006年9月~2007年9月;第二任...

剪刀手爱德华扮演者是谁(《剪刀手爱德华》的扮演者)

剪刀手爱德华扮演者是谁(《剪刀手爱德华》的扮演者)

天才在左,疯子在右。演艺界里面含有很多奇葩的人才,当然国内有很多,周星驰,伊正都是名副其实的戏疯子。两人虽然不在同一时代,但都有一个共同点,对演戏极其认真或者说是用生命在演戏。而对于这一点国内有很多,但是相对于国外的一些艺人,就像今天国内的诸多一线小鲜肉,要演技没演技,要才华也只能按一般算。 对于...

围棋棋盘有几个交叉点(围棋入门——基本规则)

围棋棋盘有几个交叉点(围棋入门——基本规则)

说起围棋,你的第一印象是什么? 难?复杂?高深莫测? 想必很多小伙伴对于围棋都有这些印象,而有这些印象的根本原因在于围棋的规则相当简单,而其变化又极其多端,因此围棋又被称为是上帝的游戏。 下面我给大家简单介绍一下围棋的基本规则,在了解这些基本规则后,就可以和小伙伴简单对局了,希望能够对新入坑围棋的...

西塞山前白鹭飞下一句(中华好诗词·渔歌子|西塞山前白鹭飞)

西塞山前白鹭飞下一句(中华好诗词·渔歌子|西塞山前白鹭飞)

渔歌子,词牌名,又名“渔父”“渔父乐”“渔父词”“秋日田父辞”等。以张志和《渔歌子·西塞山前白鹭飞》为正体,单调二十七字,五句四平韵。另有单调二十七字,五句三平韵;双调五十字,前后段各六句、四仄韵等变体。代表作品有李煜《渔父·一棹春风一叶舟》、孙光宪《渔歌子·泛流萤》等。 1 渔歌子·西塞山前白...