什么是感应电动机?

2020-10-19
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选材百科
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感应电动机感应电动机的优点感应电动机的结构

【广材网选材百科】感应电动机也称为异步电动机是一种交流电动机,其转子中产生转矩所需的电流是通过定子绕组磁场的电磁感应获得的下面广材小编给大家介绍它的使用方法及使用注意事项,大家不妨来了解一下吧。

感应电动机

什么感应电动机

感应电动机运行的基本原理是基于电动汽车电机定子与转子之间的电磁感应作用,感应电动机置转子于转动磁场中,因涡电流的作用,使转子转动。感应电动机运行时,定子绕组接到交流电源上,转子绕组自身短路,由于电磁感应的关系,在转子绕组中产生电动势、电流,从而产生电磁转矩。感应电动机是应用最广的一种异步电动机。

感应电动机的优点

1、小型轻量化

2易实现转速超过10000r/min的高速旋转

3高速低转矩时运转效率高

4低速时有高转矩,以及有宽泛的速度控制范围

5高可靠性(坚固)

6制造成本低

7控制装置的简单化

感应电动机的特点

1、感应运转型感应电机不只在启动时,在运转时也使用辅助线圈和电容器。虽然启动转矩不是很大,但其结构简单,信赖度高,效率也高。 

2、可以连续运转。

 3、随负荷的大小,电机的额定转速也会改变。

 4、使用于不需要速度制动的应用场合。

 5、用E种绝缘等级,而UL型电机则用A种。

 6、有感应运转型单相感应电机和三相感应电机两种。

 7、单相电机为感应运转型感应电机,效率高,噪声低。 

8、单相感应电机运转时,产生与旋转方向相反的转矩,因此不可能在短时间内改变方向。应在电机完全停止以后,再转换其旋转方向。 

操作原理

不管是感应电动机还是同步电动机中,提供给电动机定子的交流电源会产生一个与交流振荡同步旋转的磁场。然而,同步电动机的转子以与定子磁场相同的速度转动,而感应电机的转子以比定子磁场稍慢的速度转动。因此,感应电机定子的磁场相对于转子是变化或旋转的。 这就意味着当感应电动机的转子短路或外部阻抗闭合时,就会在转子中产生反向电流,实际上就是电动机的次级绕组。旋转磁通量在转子绕组中产生的感应电流,其方式类似于变压器次级绕组中产生的感应电流。

转子绕组中的感应电流反过来又在转子中产生与定子磁场反作用的磁场,由于楞次定律,所产生的磁场方向会与通过转子绕组的电流变化相反。转子绕组中感应电流的产生是由于定子磁场旋转,因此为了对抗转子绕组电流的变化,转子将开始沿定子磁场旋转的方向旋转。转子会继续加速,直到转子的感应电流和扭矩的大小能平衡转子旋转时施加的机械负载。由于以同步转速旋转时不会产生感应转子电流,所以感应电动机的运行速度总是比同步转速稍慢。采用标准设计的B类转矩曲线感应电动机,实际值和同步转速值之间的差值,或称之为“转差率”,其变化范围从大约0.5%到5.0%不等。感应电动机的本质特征是它完全由感应产生,而不是像同步电机或直流电机那样被单独励磁,也不像永磁电机那样自磁化。

为了产生感应转子电流,物理转子的速度必须低于定子旋转磁场的速度;否则磁场不会相对于转子导体运动,也不会产生感应电流。随着转子速度下降到同步转速以下,转子中磁场的旋转速度增加,在绕组中产生更大的感应电流,进而产生更大的扭矩。转子感应磁场的旋转速度与定子旋转磁场的旋转速度之比被称为“转差率”。在带负载时,旋转速度下降,同时转差率会增加,直到足以产生足够的扭矩来带动负载。因此,感应电动机有时会被称为“异步电动机”。

感应电动机可以作为感应发电机使用,或者可以展开形成线性感应电动机,它可以直接产生线性运动。感应电动机的发电模式因需要激励转子而变得复杂,转子仅靠本身剩磁自行励磁。在某些情况下,剩余磁化强度足以使电机在负载下自激。因此,有必要快速起动电机并立即将其连接到带电电网,或者添加最初由剩磁充电的电容,并在运行期间提供所需的无功功率。类似地,感应电动机与同步电动机并联运行,可以作为功率因数补偿器。发电机模式与电网并联的一个特点是转子速度高于驱动模式,进而有功电能被输入到电网。感应电动机发电机的另一个缺点是它会消耗大量的励磁电流I0 = (20-35)%。

结构

感应电动机的定子由携带电源电流的磁极组成,以产生穿过转子的感应磁场。为了优化磁场的分布,绕组分布在定子周围的槽中,磁场具有相同数量的南北磁极。感应电动机最常见的运行方式是单相或三相电源,但也存在两相电动机;理论上,感应电动机可以有任意数量的相位。许多具有两个绕组的单相电机会配合电容器以产生和电源有90度相位差的电压并将其供给到次级电机绕组,因此可以被视为两相电机。单相电机在启动时需要某种机构来产生旋转磁场。笼型感应电动机的转子铜条通常设计是倾斜的,以避免磁锁定。

整个行业的NEMA和IEC电机框架尺寸标准化,致使电机轴、底座安装、通用特性以及某些电机法兰安装的尺寸具有互换性。由于开放式防水的电机设计允许从外部到内部定子绕组之间的自由空气交换,致使定子绕组温度更低,因此这种类型的电机往往效率稍高。在给定的额定功率下,转速越低的电机尺寸更大。

感应电动机



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