電機(俗稱“馬達”)是指依據電磁感應定律實現電能轉換或傳遞的一種電磁裝置。在電路中用字母M表示。它的主要作用是產生驅動轉矩,作為用電器或各種機械的動力源。發電機在電路中用字母G表示。它的主要作用是利用電能轉化為機械能。
電動機主要包括一個用以產生磁場的電磁鐵繞組或分布的定子繞組和一個旋轉電樞或轉子和其它附件組成。在定子繞組旋轉磁場的作用下,其在電樞鼠籠式鋁框中有電流通過并受磁場的作用而使其轉動。
定子(靜止部分)
定子鐵心:電機磁路的一部分,并在其上放置定子繞組;
定子繞組:是電動機的電路部分,通入三相交流電,產生旋轉磁場;
機座:固定定子鐵心與前后端蓋以支撐轉子,并起防護、散熱等作用;
轉子(旋轉部分)
轉子鐵心:作為電機磁路的一部分以及在鐵心槽內放置轉子繞組;
轉子繞組:切割定子旋轉磁場產生感應電動勢及電流,并形成電磁轉矩而使電動機旋轉;
1、直流電動機
直流電機是將直流電能轉換成機械能(直流電動機)或將機械能轉換成直流電能(直流發電機)的旋轉電機。它是能實現直流電能和機械能互相轉換的電機。當它作電動機運行時是直流電動機,將電能轉換為機械能;作發電機運行時是直流發電機,將機械能轉換為電能。
直流電機的物理模型圖
2、永磁電機
永磁電機是利用永磁體提供磁場的電動機。電動機做功,需要2個條件,一個是存在磁場,另外一個是磁場中有運動的電流存在。
電機剖視圖展示其工作原理
永磁同步電機與異步電機相比,具有明顯的優勢,它效率高,功率因素高,能力指標好,體積小,重量輕,溫升低,技能效果顯著,較好地提高了電網的品質因素,充分發揮了現有電網的容量,節省了電網的投資,它較好地解決了用電設備中“大馬拉小車”現象。
1. 效率及功率因素
異步電機在工作時,轉子繞組要從電網吸收部分電能勵磁,消耗了電網電能,這部分電能最終以電流在轉子繞組中發熱消耗掉,該損耗約占電機總損耗的20~30%,它使電機的效率降低。該轉子勵磁電流折算到定子繞組后呈感性電流,使進人定子繞組中的電流落后于電網電壓一個角度,造成電機的功率因數降低。另外,從永磁同步電機與異步電機的效率及功率因數曲線(圖1)可以看出,異步電動機在負載率(=P2/Pn)<50%時,其運行效率和運行功率因數大幅度下降,所以一般都要求其在經濟區內運行,即負載率在75%-100%之間。永磁同步電機在轉子上嵌了永磁體后,由永磁體來建立轉子磁場,在正常工作時轉子與定子磁場同步運行,轉子中無感應電流,不存在轉子電阻損耗,只此一項可提高電機效率4%~50%。由于在水磁電機轉子中無感應電流勵磁,定子繞組有可能呈純阻性負載,使電機功率因數幾乎為1.從永徽同步電機與異步電機的效率及功率因數曲線(圖1)可以看出,永磁同步電機在負載率>20%時,其運行效率和運行功率因數隨之變化不大,且運行效率>80%.
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