电机学习资料

1 概述 交流电机是一种用来实现电能和机械能相互转换的旋转电磁机械。能量形式的转换依赖于定子和转子之间的气隙磁场。 电机的作用原理，基于电磁感应定律和电磁力定律。 电磁感应定律：表示导体在磁场中作切割磁力线运动时，将产生感应电动势。磁场方向、导体运动方向和感应电动势方向，三者之间的关系可用右手定则表示。它们的关系是：伸开右手手掌，使拇指和其它四指相垂直，以手心对准磁场的北极（N极），使拇指指向导体运动的方向，那么四指的指向便是导体内感应电动势的方向，如图1所示。实际可以用它来判断：导体在磁场中运动时，其感应电动势（或感应电流）的方向，因此也把它叫做发电机定则，也就是发电机的工作原理。 电磁力定律：表示载流导体在磁场中受力作用时，磁场方向、电流方向和载流导体受力方向，三者之间的关系可用左手定则表示。它们的关系是：伸开左手手掌，使拇指和其它四指相垂直，以手心对准磁场的北极（N极），使四指指向电流的方向，那么拇指的指向便是导体受力的方向，如图2所示。实际上，可用它来判断载流导体在磁场中的运动方向，所以也把它叫做电动机定则，也就是电动机的工作原理。电动机的旋转方向就是根据这个定则判定的。 电机进行能量转换时，必须具备能做相对运动的两大部件：一是建立磁场的部件；二是产生感应电动势并流过工作电流的被感应部件。这两个 部件中，静止不动的部分称为定子，建立磁场的部件就是定子绕组；做旋转运动的部分称为转子，被感应部件就是转子绕组。定、转子之间有空气隙，以便转子旋转。 旋转电磁转矩由气隙中旋转磁场与被感应部件中电流所建立的磁场相互作用产生。通过电磁转矩的作用，发电机从机械系统接收机械功率，向电系统输出电功率，向国民经济各部门及广大城乡提供电能。电动机从电系统接收电功率，向机械系统输出机械功率，作为驱动机械设备的动力。 旋转电磁机械：就是我们所见到和所使用的电机是一种包含着三种结构部件、三种物理作用的机器。一种是导电部件（也就是定子线圈）它从电网接收电功率——三相交流电，在空气隙中产生一个旋转磁场。这个磁场穿过电机的第二部分：导磁部件——定、转子铁心，它们与定、转子之间的空气隙一起，构成了一个闭合回路，使得从定子到转子不停的传递能量。传递的方式是穿过气隙中的旋转磁场切割转子绕组，产生感应电流，感应电流所产生的磁场，与定子的旋转磁场相互作用，产生电磁 转矩，驱动电机转动。就这样，通过空气隙把从定子接收来的电磁功率，转换成驱动转子转动的机械 - 2 - 功率，通过转轴等机械部件，把机械功率传递给被拖动的机械设备。电机从吸收电功率，通过电磁转换，转换成机械能并传递给机械设备，是通过电、磁、机械三部分结构部件和物理作用来实现的。所以说电机是一种——电磁机械，因为电机是旋转的，所以是旋转电磁机械。用于实现电能和机械能转换的目的，是为我们传递能量，为我们工作服务。