電機(jī)拖動(dòng)是恐懼記憶？電機(jī)原理及幾個(gè)重要公式,，搞清楚就這么簡(jiǎn)單

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電機(jī),，一般指電動(dòng)機(jī)，也稱(chēng)馬達(dá),，是現(xiàn)代化工業(yè)及生活中極為普遍的東西,，也是將電能變?yōu)闄C(jī)械能的最主要設(shè)備。汽車(chē),、高鐵,、飛機(jī)、風(fēng)機(jī),、機(jī)器人,、自動(dòng)門(mén)、水泵,、硬盤(pán)甚至我們最普遍擁有的手機(jī),，都安裝了電機(jī)。

很多初接觸電機(jī)的或者剛學(xué)習(xí)電機(jī)拖動(dòng)知識(shí)的,，可能會(huì)覺(jué)得電機(jī)知識(shí)不好理解,，甚至看到相關(guān)的課程就頭大，有著“學(xué)分殺手”的稱(chēng)呼,。下面通過(guò)零散式分享,，可以讓新手快速了解交流異步電機(jī)原理。

★電機(jī)的原理：電機(jī)的原理很簡(jiǎn)單,，簡(jiǎn)單的說(shuō)就是利用電能在線圈上產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),，并推動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置。學(xué)過(guò)電磁感應(yīng)定律的都知道,，通電的線圈在磁場(chǎng)中會(huì)受力轉(zhuǎn)動(dòng),，電機(jī)的基本原理就是如此，這是初中物理的知識(shí)。

★電機(jī)結(jié)構(gòu)：拆開(kāi)過(guò)電機(jī)的人都知道,，電機(jī)主要是兩部分組成,，固定不動(dòng)的定子部分以及轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子部分，具體如下：

1,、定子(靜止部分)

• 定子鐵心：電機(jī)磁路重要部分,，并在其上放置定子繞組；
• 定子繞組：就是線圈,，電動(dòng)機(jī)的電路部分,，接電源，用于產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),；
• 機(jī)座：固定定子鐵心及電機(jī)端蓋,，并起防護(hù)、散熱等作用,；
  
  

2,、轉(zhuǎn)子(旋轉(zhuǎn)部分)

• 轉(zhuǎn)子鐵心：電機(jī)磁路的重要部分，在鐵心槽內(nèi)放置轉(zhuǎn)子繞組,；
• 轉(zhuǎn)子繞組：切割定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及電流,，并形成電磁轉(zhuǎn)矩從而使電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)；
  
  

★電機(jī)的幾個(gè)計(jì)算公式：

1,、電磁相關(guān)的

1）電動(dòng)機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式：E=4.44*f*N*Φ,，E為線圈電動(dòng)勢(shì)、 f為頻率 ,、 S為環(huán)繞出的導(dǎo)體（比如鐵芯）橫截面積,、 N為匝數(shù)、Φ是磁通,。

公式是怎么推導(dǎo)來(lái)的,，這些事情我們就不去鉆研了，我們主要是看看怎么利用它,。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是電磁感應(yīng)的本質(zhì),，有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的導(dǎo)體閉合后，就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,。感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中就會(huì)受到安培力,，產(chǎn)生磁矩,，從而推動(dòng)線圈轉(zhuǎn)動(dòng),。

從上面公式知道，電動(dòng)勢(shì)大小與電源頻率,、線圈匝數(shù)及磁通量成正比,。

磁通量計(jì)算公式Φ=B*S*COSθ，當(dāng)面積為S的平面與磁場(chǎng)方向垂直的時(shí)候,，角θ為0,，COSθ就等于1,，公式就變成Φ=B*S。

將上面兩個(gè)公式結(jié)合一下,，就可以得到電機(jī)磁通強(qiáng)度計(jì)算公式為：B=E/（4.44*f*N*S）,。

2）另外一個(gè)是安培力公式，我們要知道線圈受到的力是多少,，就需要這個(gè)公式F=I*L*B*sinα,，其中I為電流強(qiáng)度，L為導(dǎo)體長(zhǎng)度,，B為磁場(chǎng)強(qiáng)度,，α是電流方向與磁場(chǎng)方向間的夾角。當(dāng)導(dǎo)線垂直于磁場(chǎng)時(shí)候,，公式就變成F=I*L*B了（如果是N匝線圈的話,，磁通B就是N匝線圈的總磁通，而不需要再乘N了）,。

知道了受力,，就知道轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩等于扭力乘以作用半徑,，T=r*F=r*I*B*L（向量乘積）,。通過(guò)功率=力*速度（P=F*V）以及線速度V=2πR*每秒轉(zhuǎn)速(n秒)兩個(gè)公式 ，可以與功率建立上關(guān)系,，得到下面序號(hào)3的公式,。不過(guò)要注意，這時(shí)候使用實(shí)際輸出扭矩,，所以計(jì)算出的功率是輸出功率,。

2、交流異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速計(jì)算公式：n=60f/P,，這個(gè)很簡(jiǎn)單,，轉(zhuǎn)速與電源頻率成正比，與電機(jī)極對(duì)子（記住是一對(duì)）數(shù)成反比,，直接套用公式就好,。不過(guò)這個(gè)公式實(shí)際計(jì)算出是同步轉(zhuǎn)速（旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)速度），異步電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速會(huì)略低于同步轉(zhuǎn)速,，所以我們往往會(huì)看到4極電機(jī)一般是1400多轉(zhuǎn),，達(dá)不到1500轉(zhuǎn)。

3,、電機(jī)轉(zhuǎn)矩,、功率計(jì)轉(zhuǎn)速的關(guān)系：T=9550P/n（P是電機(jī)功率、n是電機(jī)轉(zhuǎn)速），可以從上面序號(hào)1內(nèi)容中推導(dǎo)出來(lái),，不過(guò)我們沒(méi)必要學(xué)會(huì)推導(dǎo),，記住這個(gè)計(jì)算公式就可以。不過(guò)再次提醒,，公式中功率P不是輸入功率,，而是輸出功率，由于電機(jī)有損耗,，輸入功率不等于輸出功率,。但是書(shū)本上往往理想化，將輸入功率等于輸出功率了,。

4,、電機(jī)功率（輸入功率）：

1）單相電機(jī)功率計(jì)算公式：P=U*I*cosφ，如果功率因數(shù)為0.8,，電壓為220V,，電流為2A，那么功率P=0.22×2×0.8=0.352KW,。

2）三相電機(jī)功率計(jì)算公式：P=1.732*U*I*cosφ（cosφ為功率因素,、U為負(fù)載線電壓、I為負(fù)載線電流）,。不過(guò)這類(lèi)的U和I與電機(jī)的接法有關(guān),，星形接法的時(shí)候，由于三個(gè)相隔120°電壓的線圈公共端連接一起,，形成一個(gè)0點(diǎn),，所以加載在負(fù)載線圈的電壓實(shí)際是相電壓；而三角形接法時(shí),，每個(gè)線圈兩端各連一根電源線,，所以加載負(fù)載線圈上的電壓就是線電壓。如果使用的是我們常用的3相380V電壓,，星形接法時(shí)候線圈是220V,，而三角形則是380V，P=U*I=U^2/R,，所以三角形接法時(shí)功率是星形接法的3倍,，這也就是為什么大功率電機(jī)采用星三角降壓?jiǎn)��?dòng)的原因。

掌握了上面的公式,，理解透徹,，電機(jī)的原理就不會(huì)在困惑了，也不會(huì)在怕學(xué)習(xí)電機(jī)拖動(dòng)這種高掛科的課程,。

★電機(jī)的其他部件

1）風(fēng)扇：一般安裝在電機(jī)尾部,，用于給電機(jī)散熱,；

2）接線盒：用于接入電源,，如交流三相異步電機(jī),，還可以根據(jù)需要接星形或者三角形；

3）軸承：連接電機(jī)旋轉(zhuǎn)和不動(dòng)部分,；

4,、端蓋：電機(jī)外面的前后蓋子，起支撐作用,。

平凡yjr

不朽的風(fēng)花雪月