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【希腾通用技术课堂】交流电机基础

来源:本站   发布时间: 2021-04-13 13:20:18   浏览:1488次  字号: [大] [中] [小] [收藏]
写在前面
是的,今天我们不讲直流了,讲交流
什么?为什么要交流?
难道理工男就不需要交流么?要IQ,我们也要EQ!
好吧,扯远了,前几篇我们介绍了一些直流电机的基础知识,大家也跟着小编一起“复习”了一遍一些基础公式,那滋味一定特别酸爽。今天我们换个主题,讲交流电机,大家喜(sh
ēn)(wù)(tòng)(jué)的公式这篇里面小编也尽量略去,下一篇我们继续用公式轰炸
那么,我们开始吧

1)引言
前面我们介绍到直流电机有体积小,造价低的优点,但是如果需要大功率大转矩的设备,直流电机就会有一些捉襟见肘
 
交流电机与直流电机相比,由于没有了换向器,因此在制造时结构就比较简单一些,更牢固,容易做成高转速、高电压、大电流、大功率的电机,一些大型的交流电机甚至能够做到百万千瓦的功率。知道交流电机的发明者叫什么么?


是,他就叫特斯拉!!!
当然他和这个特斯拉没什么关系,只不过是他的名字成为了磁感强度的单位,然后又被马斯克注册为企业名称和商标了而已,虽然他发明了交流电机,但是他不卖电动车……
 
好吧,又扯远了……直流电机的励磁磁场相对于定子是静止的,而交流电机会有一个旋转磁场的概念,而一个旋转磁场需要三相电流才能形成,下面我们会主要介绍基于常见的三相交流电的电机
 
2)基本结构
还是先上图


交流电机的定子一般是叠片铁芯和绕组组成,绕组上通上交流电,就形成了不断旋转的气隙磁场,如果转子的机械转数和旋转磁场的转数匹配,就称之为同步电机,如果不匹配则成为异步电机
 
同步电机和异步电机的结构差别主要体现在转子上,同步电机的转子上有励磁,或者是使用励磁绕组,或者是使用永磁体,而异步电机则不需要励磁,他的转子可以使用与定子绕组同样对称的三相绕组,或者是使用导体棒,其他的外壳、轴承、轴承盖、电机轴、风扇等直流有的东西交流电机也有
 
定子上的叠片通常会做的很薄,一般在0.5mm以内,主要目的是为了减小涡流。叠片的表面会涂上绝缘漆,叠片上会留出槽盒槽缝,这样绕组可以缠绕在上面



不同的绕线方式影响了电机的物理特性盒制造成本,按照他们不同分布组合方式盒特点分为:

1. 根据线圈元件在槽内不同的布置形式分为单层绕组、双层绕组和单双混合绕组
2. 根据绕组端部接线方式的不同,分为叠绕组和波绕组
3. 根据绕组布置形式及端部形状的不同,分为链式绕组、交叉链式绕组、同心式绕组、双层叠绕组等
4. 根据绕组线圈制造工艺的不同,分为集中式绕组、分布式绕组、散绕线圈和成形线圈等
5. 根据电动机每极每相槽数在定子铁芯所占角度的数值,分为30°、60°、120°相带绕组,大部分三相电机都是用60°相带绕组

3)温升
国标GBT755里面描述了电机的几种不同的工作模式,我们主要来介绍一下前3种工作模式的温升情况



S1是连续工作模式,电机在恒定负载的情况下运行一定时间以后达到热稳定
S2是短时工作模式,电机在短时间运行之后能够停转比较长的时间,使电机的温度能够冷却下来
S3是连续周期工作模式,电机会根据一系列相同的工作周期运行,每个周期都会有一段运行时间和一段停止时间

为了应对电机产生的温升,尤其使工作负载较高的情况下,电机就需要设计必要的散热方式,如:

· 自然通风:没有特殊散热机构,通过空气对流和辐射散热
· 自冷却:在转子上安装风扇,随电机转动的时候散热
· 外部冷却:通过外部冷却设备,如不装在转子上的风扇
· 表面冷却:通过电机表面进行散热,比如散热片
· 循环冷却:通过冷却剂,如气体、冷却液等反复循环导热散热

关于直流电机的转矩和功率,我们就先介绍到这儿,下一篇,我还没有想好讲什么……
欢迎大家继续参加我们的“低配版大学物理”课堂

 

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