對電動機原理的分析與探討

朱運曉

[摘 要]作為基礎性電力裝置，電動機的應用和發(fā)展為如今人們的生產(chǎn)生活帶來了極大的便利。眾所周知，電動機的基本原理就是將電能轉(zhuǎn)換成為可利用的機械能裝置。電動機發(fā)展至今天，已經(jīng)逐漸衍生出了多種種類，并且每一種電動機類型都具有其自身基本特點。本文主要對集中常用的電動機進行分析，探討各種電動機的基本原理，以方便大家更進一步地認識和了解。

[關(guān)鍵詞]電動機；原理；電磁調(diào)速

所謂電動機，就是利用一定的原理，將原本的電能轉(zhuǎn)換成機械能，以便達到人們的利用目的。電動機由來已久，經(jīng)歷了漫長的發(fā)展歷程，發(fā)展至今天，電動機已經(jīng)形成了多種類型，并且每一種電動機的工作原理以及功能等都不盡相同。一般而言，電動機的分類可以從其功能、轉(zhuǎn)速關(guān)系、電源相數(shù)等方面進行區(qū)分。在功能上，電動機可以分為控制電動機和驅(qū)動電動機。在旋轉(zhuǎn)速度關(guān)系上，電動機能夠分成異步電動機或者同步電動機。在電源相數(shù)進行劃分，可以分為三相電動機以及單相電動機。那么本文將從各種常用電動機類型的原理出發(fā)，加深對各類型電動機原理、特征以及應用范圍等方面的了解。

一、三相交流異步電動機原理

電動機當中的三相電動機，是與單相電動機剛好相對。兩者的不同之處便是電源相數(shù)的區(qū)別。在分析三相電動機的原理之前，我們先設定籠型異步電動機。例如W1W2/V1V2/U1U2是三組完全相同的繞組。從空間上來看，這三個繞組的角度相差呈均衡狀態(tài)，每個繞組之間的角度為120°。現(xiàn)在，這三組繞組分別加入三相交流電，且交流電完全對稱，那么，可以發(fā)現(xiàn)在其轉(zhuǎn)子和定子之中會形成一個相對旋轉(zhuǎn)的磁場。而整個籠型轉(zhuǎn)子是一個封閉的回路，在這種情況下，會形成感生電流。同時磁場中的轉(zhuǎn)子在電流的影響下，會在F電磁力的驅(qū)動下，最終形成電磁轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子也會因此轉(zhuǎn)動，并轉(zhuǎn)動的方向與旋轉(zhuǎn)磁場的方向相同。到了這個步驟時，感生電流已經(jīng)不能足矣對轉(zhuǎn)子導條形成影響，因而轉(zhuǎn)子將會降低旋轉(zhuǎn)速度，一直降速到落后于旋轉(zhuǎn)磁場的速度。

二、單相交流異步電動機原理

（一）工作繞組通電

在工作繞組通電過程中，脈振磁勢會隨之在空間分布，呈正弦分布狀態(tài)，在這個狀態(tài)下會分成兩個幅值，而且這兩個值相等。方向相反且轉(zhuǎn)速相同的旋轉(zhuǎn)磁勢幅值比脈振磁勢少，大體上相當于其一半。磁場存在兩個，一個是反轉(zhuǎn)的磁場，一個是正轉(zhuǎn)的磁場。這兩個磁場會出現(xiàn)電流和感應電勢，這種電流和電勢都在繞組中得以產(chǎn)生，進一步產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，電磁轉(zhuǎn)矩能夠使電動機反轉(zhuǎn)和正轉(zhuǎn)。在以上運行情況下，我們可以進一步研究其特點，如下：

電磁轉(zhuǎn)矩T值大于零的時候，電動機轉(zhuǎn)速N也大于零，這個情況下，只要電動機呈正轉(zhuǎn)狀態(tài)，那么電磁轉(zhuǎn)矩能夠促使電動機保持正常的運轉(zhuǎn)。如果電磁轉(zhuǎn)矩T在零以下，那么，電動機的轉(zhuǎn)速N也會在零以下，這個情況下，電動機需要進行反轉(zhuǎn)，而使電磁轉(zhuǎn)矩正常運行。也就是說，單相電動機其轉(zhuǎn)向能夠發(fā)生改變。能夠呈正方向旋轉(zhuǎn)，同時也能夠呈反方向旋轉(zhuǎn)。電動機轉(zhuǎn)動的方向基本上也是有轉(zhuǎn)矩的方向決定。

在電磁轉(zhuǎn)矩T等于零的時候，電動機轉(zhuǎn)速N等于零，那么在這種情況之下，電動機的轉(zhuǎn)矩不會因此啟動。電動機當中的轉(zhuǎn)子并沒有進行轉(zhuǎn)動，這時，電磁轉(zhuǎn)矩將無法進行正常的運行。

（二）工作繞組及啟動繞組通電

在該類型電動機上，如果將啟動繞組以及工作繞組同時通電工作，只是在空間位置上不一樣。而且，兩個不同位置的繞組進行通電的狀況不一樣，交流電流的相位不一樣。這種情況下，橢圓磁勢便會隨之出現(xiàn)。這種磁勢同樣可以進行進一步的分解。分解可以從正反兩個方面進行，即反旋轉(zhuǎn)磁勢和正旋轉(zhuǎn)磁勢。兩個磁勢相互進行作用，最終形成反轉(zhuǎn)電磁轉(zhuǎn)矩和正轉(zhuǎn)電磁轉(zhuǎn)矩。但是這兩者的大小是不相等的，也就致使電動機呈現(xiàn)出以下特點：

電磁轉(zhuǎn)矩T和N轉(zhuǎn)速都大于零的時候。那么電動機能夠進行正向啟動，有正向啟動轉(zhuǎn)矩。

電磁轉(zhuǎn)矩在零值以上，發(fā)動機轉(zhuǎn)速N大于量，那么，電動機需要在正常啟動之后才能進行正常的運行。

三、直流電動機原理

所謂直流電動機，即在電源的相關(guān)作用下，電流會在電樞繞組中得以呈現(xiàn)。氣隙磁場通過相關(guān)作用會使載流導體產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。這時，換向器會盡心工作，在換向器的作用下，導體能夠快速進入到另一個磁極，電流的方向也應該同時方式轉(zhuǎn)變。在這種情況下，電動機能夠順利地將電能轉(zhuǎn)換成為機械能。直流電動機在實際的應用中其復雜程度更高，一般繞組線圈會有多個，并且在電樞進行轉(zhuǎn)動時，線圈數(shù)保持不變，電磁矩也不會發(fā)生變化。

四、電磁調(diào)速異步電動機原理

電樞的旋轉(zhuǎn)主要由異步電動機進行帶動，那就需要給磁場繞組進行供電措施，不會旋轉(zhuǎn)的有從動部分。磁極產(chǎn)生磁通的原因是將磁極的勵磁繞組通入到直流電流當中，這個經(jīng)過分別是爪極到氣隙，經(jīng)過電樞又返回氣隙和爪極，最終形成閉合形態(tài)。在原動機開啟時，離合器進行旋轉(zhuǎn)，呈N轉(zhuǎn)速。與此同時，一同轉(zhuǎn)動的還有磁極和電樞。于是，渦流便會隨之產(chǎn)生。磁場在渦流的作用下，進一步產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，最終拖動符合運行發(fā)動機。結(jié)束語：本文分析的電動機。分別是三相交流異步電動機、單相交流異步電動機、直流電動機以及電磁調(diào)速異步電動機原理。通過對這些電動機類型原理的分析和探討，我們可以發(fā)現(xiàn)盡管電動機的類型不同，但是其原理在整個轉(zhuǎn)換過程當中具有很多相似之處。當然，各種類型的電動機由于原理存在差異性，實際使用中的特點也不盡相同，使用范圍也會有所差異。

參考文獻：

[1]李新.電動機控制電路的原理分析及故 障排查[J].硅谷，2014，05：92-93.

[2]楊勇.電磁調(diào)速異步電動機工作原理分 析[J].電子制作，2014，18：11.

[3]肖銀鋒， 趙雷剛. 電動機動力器的原理 及應用分析[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2013，17： 137-138.