Slaan na inhoud 
1. Die fisiese beginsel van elektriese motorwerk
1.1 Maxwell se stelsel van vergelykings
Die elektriese motor is 'n omskakelaar wat voortdurend elektromagnetiese energie en meganiese energie omskakel.
Wanneer elektriese energie ingevoer word, kan die elektriese motor voortdurend wringkrag en meganiese energie lewer.
dit wil sê die elektriese motor; omgekeerd, as 'n eksterne krag die elektriese motoras voortdurend druk en meganiese energie invoer, kan die elektriese motor voortdurend spanning en elektriese energie vanaf die draadpunt in omgekeerde uitset, dit wil sê die kragopwekker.
Histories is die statiese transformator ook as 'n elektriese motor gereken, maar dit het geleidelik ontwikkel om uitsluitlik na elektriese motors en kragopwekkers te verwys.
Een van die voordele van elektriese motors is dat hul verliese relatief klein is, sodat hulle hoë doeltreffendheid behaal.
Groot elektriese motors kan doeltreffendheid van tot 99% behaal.
Wanneer oor elektromagnetiese stelsels gepraat word, is Maxwell se stelsel van vergelykings onvermydelik.
In die makroskopiese wêreld en selfs in die mikroskopiese wêreld,
Maxwell se stelsel van vergelykings kan baie effektief gebruik word om die stelsel eienskappe te beskryf.
Maxwell se stelsel van vergelykings is opgesom uit vorige studies van elektromagnetiese verskynsels.
Daar is vier baie basiese vergelykings, beide in differensiële en integrale vorm.
Kom ons ondersoek nou Maxwell se stelsel van vergelykings in integrale vorm.
Bogenoemde twee vergelykings beskryf onderskeidelik die vloed van die velddigtheid, die totaal van die uitvloeipotensiaalverskuiwingprent en die totaal van die roterende magneetveldinduksieprent in 'n geslote ruimteoppervlak
Volgens die kennis wat op hoërskool geleer is, kan die elektriese veld gegenereer word deur puntlading-opwekking, die magnetiese veld kan nie deur die magnetiese monopool opgewek word nie, maar om die pad gesluit te verleng, sodat die elektriese veld aktief is, is die magnetiese veld passief.
Die totale potensiaalverskuiwingsvloed is dus die totale lading q en die totale magnetiese vloed is 0.
Bogenoemde twee vergelykings beskryf die spinhoeveelhede van die veldintensiteit, die integrale van die totale elektriese veldintensiteit en die totale magnetiese veldintensiteit.
Ooreenkom met die tempo van verandering van die magnetiese vloed en die tempo van verandering van die potensiaalverskuiwing (stroomintensiteit), onderskeidelik, vir een draai langs die pad van die kromme op 'n geslote ruimtekromme.
Die Gauss- en Stokes-formules laat ook die herskryf van bogenoemde vier vergelykings in differensiële vorm soos volg toe.
▽ vir die Nabla-operateur, met vektorpuntproduk om die verstrooiing te bereken en vurkproduk om die spin te bereken, P vir die ladingliggaamdigtheid en Jn vir die stroomdigtheid.
Die bogenoemde vergelykings kan basies al die elektromagnetiese gedrag beskryf wat in alle wisselstroom-induksiemotorstelsels voorkom
1.2 Materiaalpolarisasie en magnetisering vir elektriese energie
In 'n toegepaste elektriese roterende magnetiese veld sal die materiaalmolekules hul oriëntasie verander omdat die polariteit deur die veldsterkte beïnvloed word.
Die elektriese domeine wat gevorm word deur die oorspronklike oneweredig gerangskik molekulêre groepe van verskillende groottes sal gepolariseer word as gevolg van die toegepaste magnetiese veld, en die lading verspreiding oriëntasie konvergeer.
E0=8.854187817*10-12F/m is die vakuumpermitiwiteit, wat ook die vakuumdiëlektriese konstante is, en P is die relatiewe diëlektriese konstante, wat deur die eienskappe van die materiaal self bepaal word.
(1.9) beskryf die potensiaalverskuiwingsdigtheid van die toegepaste elektriese veld en die ooreenstemmende polarisasie-intensiteitprent saam.
In 'n toegepaste magnetiese veld kan die ooreenstemmende magnetiese domeine en magnetisasiesterktes op dieselfde manier verkry word.
Anders as die elektriese veld, word 'n magnetiese polarisasiesterkte M ingevoer, wat die verskil tussen die magnetiese induksiesterkte van die materiaal en dié van die vakuumomgewing beskryf.
U0=4π*10-7 N.A-2 is die vakuumpermeabiliteit en Ur is die relatiewe deurlaatbaarheid, wat die vermoë van die materiaal beskryf om 'n magnetiese veld deur te laat gaan.
As Ur<=1 is antimagneties, die materiaal verhoed die deurgang van 'n magnetiese veld; as die beeld paramagneties is, voldoen die materiaal aan die deurgang van 'n magnetiese veld.
As Ur>=1o 5 is ferromagneties, die materiaal soos ferro-kobalt nikkel sal die magnetiese veld na magnetisering versterk. En behou dan 'n sekere sterkte van magnetiese veld nadat die magnetiese veld verwyder is, wat remanente magnetisme genoem word.
In die proses van motoriese werking sal daar konstante magnetisering en demagnetisering wees, dus moet aandag gegee word aan die ondersoek van die histerese-lyne van verskillende materiale.
Die histereselyn beskryf die toenemende magnetiese induksie van 'n magnetiese materiaal namate die veldsterkte toeneem onder die werking van 'n toegepaste magnetiese veld van sterkte H.
Hierdie magnetiese induksie volg nie die veldsterkte nadat magnetiese versadiging bereik is nie.
Nadat die magnetiese versadiging bereik is, is dit moeilik om die toename in veldsterkte te volg. Wanneer die eksterne magnetiese veldsterkte stadig afneem tot nul, kan gesien word dat die demagnetiseringskurwe steeds die remanente magnetisasie B behou wanneer dit die nulpunt verbysteek.
Hierdie remanente magnetisering toon die algemene beginsel van die vervaardiging van permanente magnete, dit wil sê rigtingmagnetisering gevolg deur geleidelike demagnetisering. Wanneer die inverse magnetiese veld toegepas word, gaan die magnetiese induksiesterkte na nul of neem selfs toe in die teenoorgestelde rigting, en hierdie oormaat word die koërsiwiteit H genoem.
1.3 Elektromagnetiese krag en meganiese energie
Die grootste waarde van die motor is om die omskakeling van elektriese energie na meganiese energie te realiseer, om ekstern werk te doen en die teikenbeweging uit te voer.
Die beweging van 'n gelaaide deeltjie in 'n magneetveld is onderworpe aan die Lorentz-krag loodreg op die bewegingsrigting, waarvan die makroskopiese uitdrukking die Ampere-krag Hm = Il * B is, wat beoordeel kan word deur die linkerhandreël te gebruik om die rigting te bepaal,
I is die effektiewe lengte van die geleier in die magneetveld in die rigting van die stroom.
Daar is ook 'n ooreenstemmende elektriese veldkrag in die elektrostatiese veld Fe=qE .
En beide magnetiese en elektriese velde is self velde, en die krag wat op die lading of stroomelement daarin toegepas word, hang af van die volume en velddigtheid, en dus kan die ooreenstemmende veldkrag in terme van die veld ondersoek word.
Bogenoemde twee vergelykings handhaaf steeds die simmetrie, die ladingsdigtheid P in 'n sekere volume as gevolg van die elektriese veld veldveldsterkte produseer die elektriese kragdigtheid fe = pE,
Die stroomdigtheid J in 'n sekere volume as gevolg van die magnetiese veldsterkte produseer die magnetiese kragdigtheid Fm = J * B (die bogenoemde vergelyking (1.12) moet gebruik word in die geval van isotropiese materiale en konstante stroom) .
Hierdie uitdrukking inspireer ons om die energie en energiedigtheid van die elektromagnetiese veld direk te ondersoek.
Op hierdie manier kan die elektromagnetiese potensiële energie by 'n sekere punt bepaal word deur die gradiënt te vind om die ooreenstemmende elektromagnetiese kragdigtheid te verkry en sodoende die totale elektromagnetiese krag op die voorwerp wat ondersoek word, te vind.
1.4 Spoelmodel
'n Spoel is 'n fundamentele element wat 'n model van induksiemotors vorm, wat die stroombaanmodel van die wisselstroommotor en die fisiese model van die voorwerp oorbrug.
'n Reguit gedeelte van bekragtigde geleier genereer 'n toroïdale magnetiese veld rondom dit (volgens vergelyking 1.4).
Wanneer die geleier aan die begin en einde gesluit is, vorm die toroïdale veld magnetiese kraglyne in die middel van die geleierring wat vertikaal deur die geleierring beweeg, soos 'n solenoïde.
Met inagneming van slegs die stroom op die bekragtigde geleier, vereenvoudig (1.4) om:
Die magnetomotoriese krag (magnetische Durchfluchtung), wat die bron van die sterkte van die opwekkingsveld is, is in wese die sterkte van die totale stroom wat deur 'n gedeelte van die geslote geleier in [A] gaan.
Aangesien die geaktiveerde draad in die praktyk in 'n spoel gewikkel sal word, word die draadstroom gediskretiseer en (1.13) herskryf as
N is die totale aantal windings in die spoel, dit wil sê die aantal windings.
Dit kan gesien word dat as die aantal draaie hoër is, die totale stroom hoër is, die magnetiese potensiaal hoër is, en hoe sterker die magneetveld kan opgewek word.
'n Enkeldraai-spoel in 'n tydsveranderende magneetveld sal 'n spanning aan beide kante van die draad induseer, 'n verskynsel wat beskryf word deur (1.3).
Dit kan verstaan word dat die magnetiese induksie ook geïnterpreteer kan word as die magnetiese vloeddigtheid, wat verkry kan word deur (1.3) te vervang.
Ui is die geïnduseerde elektriese potensiaal, oorweeg twee vorme van vloedverandering, een is om die spoelarea te verander maar die vloeddigtheid te verander, dan is daar die volgende;
Die eersgenoemde deel is die formeel getransformeerde induksiepotensiaal (transformasie-geïnduseerde spanning) en die laaste deel is die translasie-getransformeerde induksiepotensiaal (translasie-geïnduseerde spanning).
Eersgenoemde het 'n tydveranderende magnetiese vloeddigtheid, terwyl laasgenoemde 'n tydveranderende effektiewe spoelarea het.
Hierdie induksiebeginsel word in hoërskoolfisika genoem en staan ook bekend as die fluitstelling.
Wanneer 'n spoel baie windings het, is die totale effektiewe vloed presies 'n heelgetal veelvoud van die uitgebreide spoeldraaie, wat dus die konsep van 'n magnetiese ketting bekendstel.
Die ketting word in die figuur hieronder gedefinieer.
Let daarop dat die magnetiese ketting 'n skalêre hoeveelheid is, net soos die magnetiese vloed. Aangesien 'n verandering in stroom self ook 'n verandering in vloed kan veroorsaak, is die neiging om die vloedverandering te belemmer, wat gedefinieer kan word as:
i is die wisselende stroomintensiteit, L is die selfinduktansiekoëffisiënt in Henry [H], en die grootte daarvan hou verband met die spoelvolumevorm, aantal windings en magnetiese deurlaatbaarheid.
Spole in induksiemotors is gemaak om ferromagnetiese materiaal in die middel van die spoel te hê, soos 'n ysterkern, om die magnetiese deurlaatbaarheid te verhoog, sodat die spoel op die ysterkern gewikkel word, vandaar die naam winding.
Vir 'n gedeelte van lineêr homogene materiaal kan die selfinduktansiekoëffisiënt daarvan benader word deur die volgende vergelyking
Selfinduktansie is 'n spoel van sy eie stroomveranderinge om die verskynsel van onderdrukkingsspanning te veroorsaak, sy neiging om stroomveranderinge oor GS elektriese motor te belemmer.
Wanneer twee spoele naby aan mekaar, bykomend tot hul eie self-induktansie, maar ook as gevolg van die naburige spoele op die huidige veranderinge en wedersydse induktansie
Die koëffisiënt van wedersydse induktansie van materiale met lineêre identiteite word benader deur die bogenoemde vergelyking, wat toon dat die wedersydse induktansie beïnvloed word deur die aantal windings van die twee spoele op dieselfde tyd.
Deur die weerstand te ignoreer en die self- en wedersydse induktansie van die twee aangrensende spoele te ondersoek, kan die spanningsvergelyking gelys word vanaf Figuur 1.5 oor GS-motors
Aangesien die koppelingsdele dieselfde materiaalparameters en vorm het, is die gevolglike wedersydse induktansiekoëffisiënte gelyk aan M12=M21.
Die grootte van die koppelkettings op elke spoel is dus eweredig aan die stroomsterkte op die ooreenstemmende rotorwikkelingspoel vir GS-motor.
1.5 Ohm se stelling vir elektriese energie en magnetiese stroombane
Op hoërskool het ons Ohm se stelling bestudeer, wat sê dat die weerstand van 'n geleier die verhouding van die spanning en stroom aan beide kante is, en dat daar 'n formule is om die weerstandsmateriaal self te beskryf.
Q, wat die geleidingsvermoë is, wat presies die wederkerige van die weerstand P is en die vermoë om stroom te gelei beskryf.
Benewens die toepassing van weerstand, kan die verwantskap tussen spanning en stroom ook beskryf word deur die geleidingsprentjie te gebruik wanneer die elektriese motor werk.
Ondersoek nou die stroomintensiteit per oppervlakte-eenheid, dit wil sê stroomdigtheid J = I/A e (e is die eenheidsvektor), met stroomdigtheid as 'n vektor wat in die rigting van die stroom vir wisselstroommotors wys.
Dit kan gekombineer word met die spanningsvergelyking U=E.l en (1.25) herskryf (1.26) as
Die vergelyking hierbo beskryf die Ohm se stelling op die mikroskopiese vlak, dit wil sê die variasie van die stroomdigtheid wat ooreenstem met 'n konstante veldsterkte wat op die geleier toegepas word.
Lm is die effektiewe lengte van die magnetiese vloed deur 'n gedeelte van die magnetiese stroombaan, en A is die ooreenstemmende vloedarea.
Die bogenoemde vergelyking is baie soortgelyk aan die weerstandsformule.
Kom ons vervorm die magnetoreweerstandsformule weer en ons kan voortgaan om te verkry
Dit kan gesien word dat in eenhede die magnetoreweerstand eintlik die inverse van die induktansiekoëffisiënt is.
Deur die analogie met die konsep van geleiding voort te sit, kry ons die magnetiese geleiding A (magnetiese Leitwert, in [H] of [Ωs])
In die stroombaan vind ons die differensiële elemente vir (1.26) en kry die mikroskopiese Ohm se stelling, so wat is die mikroskopiese Ohm se stelling wat ooreenstem met die magnetiese stroombaan?
Ons kan voortgaan om vergelyking (1.31) te herskryf, en let op dat die magnetiese vloed self 'n vloeddigtheid B het, wat dan lewer
Die mikroskopiese magnetiese stroombaan Ohm se stelling is dus vergelyking (1.10), en die magnetiese veldsterkte onder is die vloeddigtheid verkry uit die magnetisering van 'n konstante magnetiese veld.
Die berekeningsanalise van die relukansie kan gebruik word om 'n mikro-element-analise van die vloed in die hele motorwikkelingpool, kerndeel en tussenluggapingdeel te realiseer, wat 'n diskrete eindige element-analise FEM (Finite-Elemente-Methode) van die hele magnetiese stroombaan kan realiseer.
Dit is ook moontlik om Kirchhoff se stelling vir die stroombaan in die magnetiese stroombaan toe te pas, wat baie intuïtief en gerieflik is.
Welkom om meer inligting oor elektriese motors in die kommentaararea met ons te deel!
Kontak die professionele elektriese motor enige ondersoek na elektriese motor vervaardiger in Sjina soos volg:
Dongchun Motor het 'n wye verskeidenheid elektriese motors wat in verskillende industrieë gebruik word, soos vervoer, infrastruktuur en konstruksie.
Kry 'n vinnige antwoord.
