馬達,通常指電動機,俗稱電機,是現代化工業及生活中極為普遍的東西,也是將電能變為機械能的最主要設備。車輛、高鐵、飛機、風機、機器人、自動門、水泵、硬盤甚至我們最普遍擁有的手機,都安裝了馬達。
好多初接觸馬達的或則剛學習馬達拖動知識的,可能會認為馬達知識不好理解,甚至見到相關的課程就頭大,有著“學分殺手”的愛稱。下邊通過零散式分享,可以讓菜鳥快速了解交流異步馬達原理。
★電機的原理:馬達的原理很簡單,簡單的說就是借助電能在線圈上形成旋轉磁場,并帶動定子轉動的裝置。學過電磁感應定理的都曉得,通電的線圈在磁場中會受力轉動,馬達的基本原理就是這么,這是小學數學的知識。
★電機結構:拆開過馬達的人都曉得,馬達主要是兩部份組成,固定不動的轉子部份以及轉動的定子部份,具體如下:
1、定子(靜止部份)
2、轉子(旋轉部份)
★電機的幾個估算公式:
1、電磁相關的
1)電動機的感應電動勢公式:E=4.44*f*N*Φ,E為線圈電動勢、f為頻度、S為環繞出的導體(例如鐵芯)橫截面積、N為阻值、Φ是磁路。
公式是如何推論來的,這種事情我們就不去鉆研了,我們主要是瞧瞧怎樣借助它。感應電動勢是電磁感應的本質,有感應電動勢的導體閉合后,才會形成感應電壓。感應電壓在磁場中都會遭到安培力,形成磁矩,進而帶動線圈轉動。
從里面公式曉得,電動勢大小與電源頻度、線圈阻值及鐵損量成反比。
磁路量估算公式Φ=B*S*COSθ,當面積為S的平面與磁場方向垂直的時侯,角θ為0,COSθ就等于1磁通量計算公式,公式就弄成Φ=B*S。
將前面兩個公式結合一下,就可以得到馬達鐵損硬度估算公式為:B=E/(4.44*f*N*S)。
2)另外一個是安培力公式,我們要曉得線圈遭到的力是多少,就須要這個公式F=I*L*B*sinα,其中I為電壓硬度,L為導體寬度,B為磁場硬度,α是電壓方向與磁場方向間的傾角。當導線垂直于磁場時侯,公式就弄成F=I*L*B了(假如是N匝線圈的話,鐵損B就是N匝線圈的總鐵損,而不須要再乘N了)。
曉得了受力,就曉得力矩,力矩等于力矩減去作用直徑,T=r*F=r*I*B*L(向量乘積)。通過功率=力*速率(P=F*V)以及線速率V=2πR*每秒怠速(n秒)兩個公式,可以與功率構建上關系,得到下邊序號3的公式。不過要注意,這時侯使用實際輸出扭力,所以估算出的功率是輸出功率。
2、交流異步馬達的怠速估算公式:n=60f/P磁通量計算公式,這個很簡單,怠速與電源頻度成反比,與馬達極對子(記住是一對)數成正比,直接套用公式就好。不過這個公式實際估算出是同步怠速(旋轉磁場速率),異步馬達實際怠速會略高于同步怠速,所以我們常常會聽到4極馬達通常是1400多轉,達不到1500轉。
3、電機扭矩、功率計怠速的關系:T=9550P/n(P是馬達功率、n是馬達怠速),可以從里面序號1內容中推論下來,不過我們沒必要學會推論,記住這個估算公式就可以。不過再度提醒,公式中功率P不是輸入功率,而是輸出功率,因為馬達有耗損,輸入功率不等于輸出功率。并且書本上常常理想化,將輸入功率等于輸出功率了。
4、電機功率(輸入功率):
1)三相馬達功率估算公式:P=U*I*cosφ,假若功率質數為0.8,電流為220V,電壓為2A,這么功率P=0.22×2×0.8=0.352KW。
2)單相馬達功率估算公式:P=1.732*U*I*cosφ(cosφ為功率誘因、U為負載線電流、I為負載線電壓)。不過這類的U和I與馬達的接法有關,星形接法的時侯,因為三個相隔120°電壓的線圈公共端聯接一起,產生一個0點,所以加載在負載線圈的電壓實際是相電流;而三角形接法時,每位線圈兩端各連一根電源線,所以加載負載線圈上的電流就是線電流。假如使用的是我們常用的3相380V電流,星形接法時侯線圈是220V,而三角形則是380V,P=U*I=U^2/R,所以三角形接法時功率是星形接法的3倍,這也就是為何大功率馬達采用星三角降糖啟動的誘因。
把握了前面的公式,理解透徹,馬達的原理就不會在困擾了,也不會在怕學習馬達拖動這些高掛科的課程。
★電機的其他部件
1)電扇:通常安裝在馬達尾部,用于給馬達散熱;
2)接線盒:用于接入電源,如交流單相異步馬達,還可以依據須要接星形或則三角形;
3)軸承:聯接馬達旋轉和不動部份;
4、端蓋:馬達外邊的前后瓶蓋,起支撐作用。