同步電機(jī)和異步電機(jī)的產(chǎn)生
先介紹同步機(jī)和異步機(jī),這兩個(gè)東西都是交流電機(jī),利用了三相交流電的比較有意思的一個(gè)特性:簡(jiǎn)單的說(shuō)如果把三個(gè)線圈像攪拌器(就是家里用來(lái)打雞蛋的那種東西)那樣布置,三個(gè)線圈相互不接觸,分別加上abc三相電壓,于是產(chǎn)生三相電流,接著好玩的事情就發(fā)生了,線圈所圍的空間內(nèi)出現(xiàn)了與所加電壓同頻的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)(若要更深入的解釋?zhuān)偷谜f(shuō)駐波的分解,疊加,比較麻煩).所以人們把線圈按照上述所說(shuō)的辦法,嵌進(jìn)定子,于是轉(zhuǎn)子所在的那個(gè)空間就產(chǎn)生了旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)
有了這個(gè)磁場(chǎng)就好辦了,我們就可以想象定子處有一個(gè)看不見(jiàn)的磁鐵在轉(zhuǎn),此時(shí)如果轉(zhuǎn)子是個(gè)磁鐵的話,那么轉(zhuǎn)子不就被帶動(dòng)起來(lái)了么,就是電動(dòng)機(jī)了,反之如果轉(zhuǎn)子帶動(dòng)那個(gè)看不見(jiàn)的磁鐵,就成了發(fā)電機(jī)了,此時(shí)可能不好理解,不過(guò)你應(yīng)該知道,產(chǎn)生的是電,為什么呢?首先轉(zhuǎn)子帶動(dòng)那個(gè)虛擬磁鐵,轉(zhuǎn)子肯定受個(gè)阻力矩吧,虛擬磁鐵受個(gè)動(dòng)力矩吧,注意!力是能量轉(zhuǎn)換的中介(或者說(shuō)是標(biāo)志),虛擬磁鐵畢竟是虛擬的,定子又不動(dòng),那么定子肯定地獲得電動(dòng)勢(shì)嘍。如定子帶負(fù)載的話,就會(huì)有電流,還是三相的,有電流就會(huì)有磁場(chǎng),干擾轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的磁場(chǎng),這個(gè)叫做電樞反應(yīng)。于是帶上負(fù)載后定子處獲得的電動(dòng)勢(shì)與空載時(shí)的不一樣!
大致意思,現(xiàn)在有個(gè)框架了吧。
在上面的原理指引下,把轉(zhuǎn)子做成個(gè)電磁鐵,外部單獨(dú)用個(gè)電源給它電,那么這個(gè)電機(jī)就叫做同步機(jī),之所以叫同步機(jī)是轉(zhuǎn)子的磁性是獨(dú)立產(chǎn)生的,于是轉(zhuǎn)子能達(dá)到那個(gè)虛擬磁鐵的轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)子磁性獨(dú)立產(chǎn)生是個(gè)大好事,使得同步機(jī)調(diào)整很容易,比如說(shuō)調(diào)無(wú)功功率。
后來(lái)人們發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子不用電磁鐵也行,把轉(zhuǎn)子做成個(gè)裝松鼠的籠子,由于虛擬磁鐵的磁力線會(huì)切割鼠籠的籠棍,于是由偉大的右手定則,就會(huì)產(chǎn)生電流,仔細(xì)研究一下你會(huì)發(fā)現(xiàn)這個(gè)電流也是個(gè)三相的,于是與定子的產(chǎn)生磁場(chǎng)的原理類(lèi)似,轉(zhuǎn)子也產(chǎn)生個(gè)圍繞他旋轉(zhuǎn)的虛擬磁鐵,再研究一下你會(huì)發(fā)現(xiàn),定轉(zhuǎn)子的虛擬磁鐵在空間上轉(zhuǎn)速一樣。于是鼠籠子起到了與電磁鐵類(lèi)似的效果,不過(guò)鼠籠的電流是由于其與定子虛擬磁鐵相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的,鼠籠的虛擬磁鐵也就不是獨(dú)立的了,鼠籠轉(zhuǎn)速總是要比定子虛擬磁鐵轉(zhuǎn)速慢點(diǎn),達(dá)不到同步速(否則就無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng),電流就無(wú)從產(chǎn)生,鼠籠磁場(chǎng)也就無(wú)從產(chǎn)生)。
大致就這些了吧,當(dāng)然要科學(xué)分析起來(lái)還要麻煩,還有許多實(shí)際因素要考慮,比如說(shuō)鐵心有磁飽和,鐵心內(nèi)有渦流損耗等等。在分析上,同步機(jī)由于有個(gè)轉(zhuǎn)子獨(dú)立的磁場(chǎng),像電路里的有源負(fù)載,所以多用相量圖分析。而異步機(jī),由于轉(zhuǎn)子的一切都是由定子產(chǎn)生的,所以就相當(dāng)于無(wú)源負(fù)載,可把異步機(jī)等效成一個(gè)電路來(lái)分析。
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