從原理出發,交流異步/永磁同步電動機如何產生動力?
發布時間:2016-08-12 責任編輯:susan
【導讀】在電動汽車中,電動機是非常重要的一個關鍵零部件,分為兩種類型:同tong步bu電dian機ji和he異yi步bu電dian機ji。同tong步bu電dian機ji主zhu要yao指zhi永yong磁ci同tong步bu電dian動dong機ji,而er異yi步bu電dian機ji主zhu要yao指zhi三san相xiang異yi步bu電dian動dong機ji,本ben文wen解jie析xi兩liang種zhong不bu同tong類lei型xing的de電dian動dong機ji如ru何he產chan生sheng動dong力li的de。
交流異步電動機怎樣產生動力呢?
交流電動機的工作原理:通電繞組在旋轉磁場裏轉動。

電動機中的定子和轉子並不接觸,為什麼給定子繞組通上交流電後,轉子就會旋轉呢?其工作原理應用到兩大電磁定律:法拉第定律和楞次定律。
當dang定ding子zi上shang纏chan繞rao的de繞rao組zu通tong上shang交jiao流liu電dian後hou,由you於yu交jiao流liu電dian的de特te性xing,定ding子zi繞rao組zu就jiu會hui產chan生sheng一yi個ge旋xuan轉zhuan的de電dian磁ci場chang。轉zhuan子zi上shang的de繞rao組zu是shi一yi個ge閉bi環huan導dao體ti,它ta處chu在zai定ding子zi的de旋xuan轉zhuan磁ci場chang中zhong就jiu相xiang當dang於yu在zai不bu停ting地di切qie割ge定ding子zi的de磁ci感gan應ying線xian。根gen據ju法fa拉la第di定ding律lv,閉bi合he導dao體ti的de一yi部bu分fen在zai磁ci場chang裏li做zuo切qie割ge磁ci感gan應ying線xian的de運yun動dong時shi,導dao體ti中zhong就jiu會hui產chan生sheng電dian流liu,而er這zhe個ge電dian流liu又you會hui形xing成cheng一yi個ge電dian磁ci場chang。
這樣,在電動機中就有了兩個電磁場:一個是接通外部交流電後而產生的定子電磁場;另一個是因切割定子電磁感應線而產生電流後形成的轉子電磁場。根據楞次定律,感應電流的磁場總要反抗引起感應電流的原因(轉子繞組切割定子電磁場的磁感應線),也就是盡力使轉子上的導體不再切割定子磁場的磁感應線,這樣的結果就是:轉子上的導體會“追趕”定子的旋轉電磁場,也就是使轉子跟著定子旋轉電磁場旋轉,最終使電動機開始旋轉。
由於轉子總是在“追趕”定子電磁場的旋轉速度,並且為了能夠切割磁感應線而產生感應電流,轉子的轉速總要比定子電磁場的轉速慢一點點(約為2%~5%),也就是異步運行,所以才將這種產生感應電流的電動機稱為交流異步電動機。
以下是單向交流電動機的構造:

通用汽車交流異步電動機的構造如下:

永磁同步電動機怎樣產生動力?
在交流異步電動機中,轉子磁場的形成要分兩步走:第一步是定子旋轉磁場先在轉子繞組中感應出電流;第二步是感應電流再產生轉子磁場。在楞次定律的作用下,轉子跟隨定子旋轉磁場轉動,但又“永遠追不上”,因(yin)此(ci)才(cai)稱(cheng)其(qi)為(wei)異(yi)步(bu)電(dian)動(dong)機(ji)。如(ru)果(guo)轉(zhuan)子(zi)繞(rao)組(zu)中(zhong)的(de)電(dian)流(liu)不(bu)是(shi)由(you)定(ding)子(zi)旋(xuan)轉(zhuan)磁(ci)場(chang)感(gan)應(ying)的(de),而(er)是(shi)自(zi)己(ji)產(chan)生(sheng)的(de),則(ze)轉(zhuan)子(zi)磁(ci)場(chang)與(yu)定(ding)子(zi)旋(xuan)轉(zhuan)磁(ci)場(chang)無(wu)關(guan),而(er)且(qie)其(qi)磁(ci)極(ji)方(fang)向(xiang)是(shi)固(gu)定(ding)的(de),那(na)麼(me)根(gen)據(ju)同(tong)性(xing)相(xiang)斥(chi)、異性相吸的原理,定子的旋轉磁場就會拉動轉子旋轉,並且使轉子磁場及轉子與定子旋轉磁場“同步”旋轉。這就是同步電動機的工作原理。
根據轉子自生磁場產生方式的不同,又可以將同步電動機分為兩種:
一是將轉子繞組通上外接直流電(勵磁電流),然後由勵磁電流產生轉子磁場,進而使轉子與定子磁場同步旋轉。這種由勵磁電流產生轉子磁場的同步電動機稱為勵磁同步電動機。
ershigancuizaizhuanzishangqianshangyongjiuciti,zhijiechanshengcichang,shengqulelicidianliuhuoganyingdianliudehuanjie。zhezhongyouyongjiucitichanshengzhuanzicichangdetongbudiandongji,jiuchengweiyongcitongbudiandongji。

以下是通用汽車和奧迪的永磁同步電動機的構造:

最後還必須說一下,永磁同步電動機有什麼特點呢?
永磁電動機具有較高的功率/zhiliangbi,tijigengxiao,zhilianggengqing,biqitaleixingdiandongjideshuchuzhuanjugengda,diandongjidejixianzhuansuhezhidongxingnengyebijiaoyouyi,yinciyongcitongbudiandongjiyichengweixianjindiandongqicheyingyongzuiduodediandongji。danyongcicailiaozaishoudaozhendong、gaowenheguozaidianliuzuoyongshi,qidaocixingnengkenenghuixiajiang,huofashengtuicixianxiang,youkenengjiangdiyongcidiandongjidexingneng。lingwai,xitushiyongcitongbudiandongjiyaoyongdaoxitucailiao,zhizaochengbenbutaiwending。
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