0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

电机的原理及几个重要公式

电子设计 来源:电子设计 作者:电子设计 2020-12-14 20:44 次阅读

电机,一般指电动机,也称马达,是现代化工业及生活中极为普遍的东西,也是将电能变为机械能的最主要设备。汽车、高铁、飞机、风机、机器人、自动门、水泵、硬盘甚至我们最普遍拥有的手机,都安装了电机。

很多初接触电机的或者刚学习电机拖动知识的,可能会觉得电机知识不好理解,甚至看到相关的课程就头大,有着“学分杀手”的称呼。下面通过零散式分享,可以让新手快速了解交流异步电机原理。

★电机的原理:电机的原理很简单,简单的说就是利用电能在线圈上产生旋转磁场,并推动转子转动的装置。学过电磁感应定律的都知道,通电的线圈在磁场中会受力转动,电机的基本原理就是如此,这是初中物理的知识。

★电机结构:拆开过电机的人都知道,电机主要是两部分组成,固定不动的定子部分以及转动的转子部分,具体如下:

1、定子(静止部分)

定子铁心:电机磁路重要部分,并在其上放置定子绕组;

定子绕组:就是线圈,电动机的电路部分,接电源,用于产生旋转磁场;

机座:固定定子铁心及电机端盖,并起防护、散热等作用;

2、转子(旋转部分)

转子铁心:电机磁路的重要部分,在铁心槽内放置转子绕组;

转子绕组:切割定子旋转磁场产生感应电动势及电流,并形成电磁转矩从而使电动机旋转;

★电机的几个计算公式:

1、电磁相关的

1)电动机的感应电动势公式:E=4.44*f*N*Φ,E为线圈电动势、 f为频率 、 S为环绕出的导体(比如铁芯)横截面积、 N为匝数、Φ是磁通。

公式是怎么推导来的,这些事情我们就不去钻研了,我们主要是看看怎么利用它。感应电动势是电磁感应的本质,有感应电动势的导体闭合后,就会产生感应电流。感应电流在磁场中就会受到安培力,产生磁矩,从而推动线圈转动。

从上面公式知道,电动势大小与电源频率、线圈匝数及磁通量成正比。

磁通量计算公式Φ=B*S*COSθ,当面积为S的平面与磁场方向垂直的时候,角θ为0,COSθ就等于1,公式就变成Φ=B*S。

将上面两个公式结合一下,就可以得到电机磁通强度计算公式为:B=E/(4.44*f*N*S)。

2)另外一个是安培力公式,我们要知道线圈受到的力是多少,就需要这个公式F=I*L*B*sinα,其中I为电流强度,L为导体长度,B为磁场强度,α是电流方向与磁场方向间的夹角。当导线垂直于磁场时候,公式就变成F=I*L*B了(如果是N匝线圈的话,磁通B就是N匝线圈的总磁通,而不需要再乘N了)。

知道了受力,就知道转矩,转矩等于扭力乘以作用半径,T=r*F=r*I*B*L(向量乘积)。通过功率=力*速度(P=F*V)以及线速度V=2πR*每秒转速(n秒)两个公式 ,可以与功率建立上关系,得到下面序号3的公式。不过要注意,这时候使用实际输出扭矩,所以计算出的功率是输出功率。

2、交流异步电机的转速计算公式:n=60f/P,这个很简单,转速与电源频率成正比,与电机极对子(记住是一对)数成反比,直接套用公式就好。不过这个公式实际计算出是同步转速(旋转磁场速度),异步电机实际转速会略低于同步转速,所以我们往往会看到4极电机一般是1400多转,达不到1500转。

3、电机转矩、功率计转速的关系:T=9550P/n(P是电机功率、n是电机转速),可以从上面序号1内容中推导出来,不过我们没必要学会推导,记住这个计算公式就可以。不过再次提醒,公式中功率P不是输入功率,而是输出功率,由于电机有损耗,输入功率不等于输出功率。但是书本上往往理想化,将输入功率等于输出功率了。

4、电机功率(输入功率):

1)单相电机功率计算公式:P=U*I*cosφ,如果功率因数为0.8,电压为220V,电流为2A,那么功率P=0.22×2×0.8=0.352KW。

2)三相电机功率计算公式:P=1.732*U*I*cosφ(cosφ为功率因素、U为负载线电压、I为负载线电流)。不过这类的U和I与电机的接法有关,星形接法的时候,由于三个相隔120°电压的线圈公共端连接一起,形成一个0点,所以加载在负载线圈的电压实际是相电压;而三角形接法时,每个线圈两端各连一根电源线,所以加载负载线圈上的电压就是线电压。如果使用的是我们常用的3相380V电压,星形接法时候线圈是220V,而三角形则是380V,P=U*I=U^2/R,所以三角形接法时功率是星形接法的3倍,这也就是为什么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,电机的原理就不会在困惑了,也不会在怕学习电机拖动这种高挂科的课程。

★电机的其他部件

1)风扇:一般安装在电机尾部,用于给电机散热;

2)接线盒:用于接入电源,如交流三相异步电机,还可以根据需要接星形或者三角形;

3)轴承:连接电机旋转和不动部分;

4、端盖:电机外面的前后盖子,起支撑作用。

审核编辑 黄昊宇

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 电机
    +关注

    关注

    142

    文章

    8923

    浏览量

    145056
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    EMC常见公式大全

    在日常工作中,难免会遇到公式的推导和单位的换算。工作多年后,公式忘记了很正常。特别是EMC的公式时域频域转换,又是log,又是dB,实在是有点烧脑。最近笔者在计算一些东西查找了一堆公式
    的头像 发表于 11-19 09:48 140次阅读
    EMC常见<b class='flag-5'>公式</b>大全

    工业镜头焦距计算公式

    掌握工业镜头焦距计算公式是确保工业视觉系统高效、准确运行的重要一步。
    的头像 发表于 09-25 16:36 502次阅读
    工业镜头焦距计算<b class='flag-5'>公式</b>

    电源电压是影响步进电机转速的重要因素之

    步进电机的转速是指电机在单位时间内旋转的角度或者转动的圈数。在二相步进电机中,转速受到几个因素的影响,包括电机的电源电压、
    的头像 发表于 03-25 10:37 1074次阅读
    电源电压是影响步进<b class='flag-5'>电机</b>转速的<b class='flag-5'>重要</b>因素之

    影响伺服电机刚性的有哪几个因素?伺服电机刚性过大导致什么后果?

          伺服电机的刚性是指其对外部力和扭矩的响应能力,即电机的机械刚性和控制系统的响应速度。刚性对于伺服系统非常重要,因为它直接影响到系统的性能和稳定性。也是衡量伺服电机控制性能优
    的头像 发表于 03-24 08:36 2051次阅读

    如何根据电机功率选择合适的空开、接触器和电线?

    三相异步电机是我们常见的电机类型,我们知道三相异步电机功率计算公式为P=√3*U*I*cosj,这个公式是一个基础的
    发表于 02-29 12:45 6983次阅读
    如何根据<b class='flag-5'>电机</b>功率选择合适的空开、接触器和电线?

    三相电机功率计算公式 三相总功率计算方法

    三相电机功率计算公式和三相总功率计算方法是电气工程领域中的重要概念。本文将地讲解这些概念,并给出具体的计算步骤和示例。 首先,我们先来了解一下三相电机的功率
    的头像 发表于 01-30 09:58 9956次阅读

    单相电机功率计算公式

    单相电机是一种常见的电动机类型,广泛应用于家用电器、小型机械设备和办公设备等领域。在实际应用中,正确计算单相电机的功率是非常重要的。本文将详细介绍单相电机功率的计算
    的头像 发表于 01-16 10:16 3624次阅读

    380v三相电机功率计算公式

    380V三相电机功率计算公式:P = √3 × U × I × cosφ 在电工领域中,功率是指电气设备转换或消耗电能的能力。三相电机功率计算公式用于计算三相
    的头像 发表于 01-12 13:37 1.7w次阅读

    永磁电机计算公式是什么

    永磁电机是一种利用永磁体产生的恒定磁场来产生电磁力的电机。其结构简单、体积小、效率高,因此在很多领域中得到了广泛应用。本文将详细介绍永磁电机的计算公式。 永磁
    的头像 发表于 01-11 10:38 5729次阅读

    电机维修就几个步骤,零基础会了就是师傅

    电机在现代化的农业和工业设备中是最主要的动力设备,由于还有很多用户没有意识到正确的使用方法和保护意识的重要性,经常会由于使用不当导致电机烧坏,设备一旦损坏了主动力,误工误事,耽误生产进度,特别是广大
    的头像 发表于 01-08 08:42 1740次阅读
    <b class='flag-5'>电机</b>维修就<b class='flag-5'>几个</b>步骤,零基础会了就是师傅

    labview公式波形里的公式

    LabVIEW是一种用于控制、测量以及测试等领域的图形化编程环境。它通过将功能块化的图形模块进行连接,实现了编程的高度可视化和可理解性。在LabVIEW中,有一种常见的图形模块称为公式波形,它可
    的头像 发表于 01-07 17:12 2021次阅读

    电机扭矩的计算公式和转速计算公式

    电机学中,电机转速和扭矩是非常重要的参数,在实际应用中,电机转速和扭矩的计算公式也使用得非常频繁,本文详细介绍扭矩的计算
    发表于 12-25 09:41 4690次阅读

    三相异步电机线圈更换的几个步骤和技巧

    三相异步电机线圈更换的几个步骤和技巧 在三相异步电机运行过程中,线圈是一个重要的组成部分。如果线圈出现故障或老化,就需要进行更换。下面将详细介绍三相异步
    的头像 发表于 12-19 10:24 1334次阅读

    电机在水里泡了几个月的时间,在启动电机就启动不了了是为什么?

    电机在水里泡了几个月的时间,在启动电机就启动不了了,是不是电机烧了呢?
    发表于 12-11 06:39

    求助,关于他励直流电机转速公式的问题?

    直流电机转速n=U-(IR+L*di/dt)/Kφ 其中U是电枢电压 I是电枢电流,R是电枢回路的电阻 φ是励磁磁通,k是感应电动势常数 所以从公式可以看出,要想对直流电机进行调速,一般的方法有两种
    发表于 12-11 06:35