电机,常常被我们称作“马达”,是基于电磁感应定律精心设计的一种电磁装置。在电路中,它以字母M为代表,承担着电能转换或传递的重要任务。电机的核心功能是产生驱动转矩,成为各类用电器和机械的动力源泉。
电机主要构造包括一个产生磁场的电磁铁绕组或分布的定子绕组,以及一个旋转电枢或转子,还有其他相关附件。在定子绕组所形成的旋转磁场的作用下,电枢中的电流会受到磁场的影响,从而使其开始转动。
定子(静态部分)
- 定子铁心:作为电机磁路的一部分,并为定子绕组提供安置之所;
- 定子绕组:作为电动机的电路部分,当其通入三相交流电时,会产生旋转磁场;
- 机座:用于固定定子铁心、前后端盖,以支持转子,并发挥防护和散热等作用。
转子(旋转部分)
- 转子铁心:既是电机磁路的一部分,也在其槽内安置转子绕组;
- 转子绕组:在定子旋转磁场中切割,产生感应电动势及电流,进而形成电磁转矩,推动电动机的旋转。
直流电机的诠释
直流电机是一种既可以将直流电能转化为机械能,又可以将机械能转化为直流电能的旋转电机。当其作为电动机运行时,它将电能转换为机械能;而作为发电机运行时,它将机械能转换为电能。
附图展示了直流电机的物理模型,其中固定部分包含磁铁(主磁极)和电刷,而转动部分则包括环形铁心和绕在其上的绕组。
步进电机的特性与工作原理
步进电机是一种开环控制元件,能够将电脉冲信号转化为角位移或线位移。在非超载状态下,其转速与停止位置仅受脉冲信号的频率与脉冲数影响,不受负载变化的影响。
当步进驱动器接收到脉冲信号时,它会驱动步进电机按设定的方向转动一个固定角度。通过控制脉冲数量可控制角位移量,从而实现精准定位;而通过控制脉冲频率则可以调整电机转速与加速度。
异步电动机的详述
异步电动机,又称为感应电动机,是一种交流电机,其通过气隙中的旋转磁场与转子绕组感应电流的相互作用产生电磁转矩,从而实现机电能量的转换。
单相异步电动机的工作机制
在单相异步电动机中,当定子绕组通入单相交流电时,会建立电枢磁动势,这对电机的能量转换及运行性能有显著影响。该磁动势在气隙中产生正反两个旋转磁场,这两个磁场切割转子导体并产生感应电动势和感应电流。
这些电流与磁场相互作用产生正反向电磁转矩。正向转矩使转子正转,而反向转矩则试图使转子反转。这两种转矩的合成结果即推动电动机的转动。
永磁电机的简介
永磁电机是利用恒定磁场工作的电动机。其工作原理基于一个基本事实:为使电机做功,既需要磁场又需要运动的电流存在于该磁场中。
电机剖面图进一步阐释了其工作原理。