电机原理,结构及重要公式是什么(电机原理、结构及重要公式)
电机,一般指电动机,是现代工业和生活中非常常见的东西,也是将电能转化为机械能的最重要的设备。汽车、高铁、飞机、风扇、机器人、自动门、水泵、硬盘,甚至我们最流行的手机里都装了电机。
很多刚接触电机或者刚学习电机拖动知识的人,看到相关课程可能会觉得电机的知识很难理解,甚至头大。他们被称为“信贷杀手”。通过下面的零散分享,初学者可以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。简单来说就是利用电能在线圈上产生旋转磁场,带动转子旋转的装置。学过电磁感应定律的人都知道,通电的线圈在磁场中会被迫旋转。这是一个电机的基本原理,是初中物理的知识。
电机结构:拆过电机的人都知道,电机主要由两部分组成,静止的定子部分和旋转的转子部分,具体如下:
1、定子(固定部件)
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:是线圈,电机的电路部分,接在电源上,用来产生旋转磁场;
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(旋转部件)
转子铁芯:电机磁路的重要组成部分,转子绕组置于其中;
转子绕组:切割定子的旋转磁场产生感应电动势和电流,形成电磁转矩使电机旋转;
电机的几个计算公式:
1、电磁相关
1)电机的感应电动势公式:e=4.44 * f * n * ,e为线圈的电动势,f为频率,s为周围导体(如铁芯)的截面积,n为匝数,为磁通量。
公式是怎么推导出来的?这些东西我们就不深究了。我们主要看怎么用。感应电动势是电磁感应的本质。有感应电动势的导体闭合时,会产生感应电流。感应电流在磁场中会受到安培力,产生磁矩,从而推动线圈旋转。
从上式可以看出,电动势的大小与电源频率、线圈匝数和磁通量成正比。
计算磁通量=b * s * COS的公式。面积为s的平面与磁场方向垂直时,角度为0,cos 等于1,公式变为=b * s。
综合以上两个公式,可以得到电机磁通强度的计算公式:B=E/(4.44*f*N*S)。
2)另一个是安培力公式。如果想知道线圈上的力,需要这个公式F=I*L*B*sin,其中I是电流强度,L是导体长度,B是磁场强度,是电流方向与磁场方向的夹角。当导线垂直于磁场时,公式变成F=I*L*B(如果是N匝线圈,磁通量B就是N匝线圈的总磁通量,所以不需要乘以N)。
知道了力,就知道了扭矩。扭矩等于扭矩乘以作用半径,T=r*F=r*I*B*L(矢量积)。通过两个公式:功率=力*速度(P=F*V)和线速度V=2R*转速每秒(n秒)建立功率与功率的关系,得到下面的3号公式。但是,请注意,此时使用的是实际输出扭矩,因此计算出的功率就是输出功率。
2、交流异步电动机转速计算公式:n=60f/p这个很简单。转速与工频成正比,与电机极对数成反比(记住是一对)。直接套用公式就好了。但是这个公式实际计算的是同步转速(旋转磁场速度),异步电机的实际转速会比同步转速略低,所以我们经常看到4极电机通常是1400转以上,但不到1500转。
3、电机转矩与功率表转速的关系:T=9550P/n(P为电机功率,n为电机转速),可以从上面的1号内容推导出来,但是我们不需要学习推导,记住这个计算公式就可以了。然而,公式中的功率P不是输入功率,而是输出功率。因为电机有损耗,所以输入功率不等于输出功率。但书本往往是理想化的,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*cos,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*cos(cos为功率因数,U为负载线电压,I为负载线电流)。但是,这种U和I与电机的连接有关。在星形连接中,加在负载线圈上的电压实际上是相电压,因为相隔120电压的三个线圈的公共端连接在一起形成一个零点;当使用三角形连接时,电源线连接到每个线圈的两端,因此负载线圈上的电压就是线电压。如果用常用的3相380V电压,星形接法时线圈是220V,而三角形是380V,P=U * I=U ^ 2/R,所以三角形接法的功率是星形接法的3倍,这也是大功率电机采用星三角降压启动的原因。
掌握了上面的公式,理解透彻了,就不会把电机的原理搞混了,也不怕学电机拖动的高级课程了。
电机的其他部件
1)风扇:一般安装在电机尾部,用于电机散热;
2)接线盒:用于连接电源,如交流三相异步电动机,也可根据需要连接成星形或三角形;
3)轴承:连接电机的转动部分和静止部分;
4、端盖:电机外部的前后盖,起支撑作用。注:本文转载自网络,版权归原作者所有。如涉及侵权,请联系边肖删除。
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