交流電機(jī)主要分為同步電機(jī)和異步電機(jī)。
首先來(lái)說(shuō)一下什么是同步轉(zhuǎn)速：電機(jī)外殼是定子，定子繞組上通入三相對(duì)稱(chēng)交流電，三相對(duì)稱(chēng)交流電就會(huì)在定子上產(chǎn)生磁場(chǎng)，定子上有三相對(duì)稱(chēng)交流電，而且有對(duì)稱(chēng)繞組，形成磁場(chǎng)比較復(fù)雜，不過(guò)，它們的合成磁場(chǎng)卻是一個(gè)旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)，你可以簡(jiǎn)單的認(rèn)為這個(gè)三相對(duì)稱(chēng)交流系統(tǒng)形成了一個(gè)看不見(jiàn)摸不著的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，這個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)繞著定子圓周旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的速度叫做同步轉(zhuǎn)速。
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這是三相對(duì)稱(chēng)的定子繞組，通上三相對(duì)稱(chēng)交流電，形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的物理模型
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但真實(shí)的異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子是這樣的，這就是異步電動(dòng)機(jī)的定子，里面畫(huà)的那三根線(xiàn)代表旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁力線(xiàn)，這個(gè)磁場(chǎng)隨著電流的變化在不停以同步轉(zhuǎn)速進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
這個(gè)同步轉(zhuǎn)速n是比較固定的，和交流電的頻率f以及繞組的極對(duì)數(shù)p有關(guān)系,關(guān)系式為
。因?yàn)槲覀儑?guó)家的電網(wǎng)頻率是50Hz，所以根據(jù)極對(duì)數(shù)p的不同，同步轉(zhuǎn)速一般是3000轉(zhuǎn)每分鐘、1500轉(zhuǎn)每分鐘、1000轉(zhuǎn)每分鐘、750轉(zhuǎn)每分鐘等等。
好，現(xiàn)在我們明白了，定子繞組雖然安安靜靜的在那里不動(dòng)，但是因?yàn)樗ㄈ肓俗兓慕涣麟姡运a(chǎn)生了以同步速度旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)。
如果是異步電動(dòng)機(jī)的話(huà)，轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單，就是閉合線(xiàn)圈，最簡(jiǎn)單的鼠籠式異步電機(jī)就是這個(gè)樣子的，所以異步電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、維護(hù)方便、運(yùn)行可靠，得到了廣泛的應(yīng)用啊！
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鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)，像一個(gè)鼠籠子一樣，其實(shí)就是一些鋁條導(dǎo)體組成的閉合線(xiàn)圈
把這樣一個(gè)閉合線(xiàn)圈放入定子內(nèi)部，定子的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)必然會(huì)在轉(zhuǎn)子線(xiàn)圈上產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，進(jìn)而產(chǎn)生感應(yīng)電流，最后產(chǎn)生轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)，這樣異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子就變成了一個(gè)電磁鐵，這個(gè)電磁鐵必然會(huì)跟隨定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
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看看定子磁場(chǎng)是如何切割轉(zhuǎn)子繞組線(xiàn)圈的
在異步電動(dòng)機(jī)中，把轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的速度叫異步轉(zhuǎn)速，由于轉(zhuǎn)子內(nèi)部的電動(dòng)勢(shì)和電流都是通過(guò)切割定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)得來(lái)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，所以異步電機(jī)還有一個(gè)名字叫感應(yīng)電機(jī)。
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異步電動(dòng)機(jī)一般就長(zhǎng)這個(gè)樣子，你應(yīng)該見(jiàn)過(guò)吧，很常見(jiàn)的一種電動(dòng)機(jī)，又叫馬達(dá)。
既然你是靠切割磁感線(xiàn)感應(yīng)得來(lái)的電動(dòng)勢(shì)，那你要想存在電動(dòng)勢(shì)，你就必須不停的切割磁感線(xiàn)才行，您說(shuō)是不是這個(gè)道理，所以，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的速度就不能和定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度相等，如果想等了他們兩個(gè)相對(duì)靜止了轉(zhuǎn)子就不切割定子磁場(chǎng)了，轉(zhuǎn)子就沒(méi)有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)了，你明白了嗎？所以轉(zhuǎn)子的異步轉(zhuǎn)速永遠(yuǎn)也不能等于定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速，即異步轉(zhuǎn)速小于同步轉(zhuǎn)速，于是我們把他叫做異步電機(jī)。
由于同步轉(zhuǎn)速的速度比較固定，所以異步轉(zhuǎn)速也比較固定，比如3000轉(zhuǎn)每分鐘的同步轉(zhuǎn)速的話(huà)對(duì)應(yīng)的異步轉(zhuǎn)速就是2900+轉(zhuǎn)每分鐘，根據(jù)所帶負(fù)載的不同轉(zhuǎn)速會(huì)不同，空載時(shí)轉(zhuǎn)速最快，接近于同步轉(zhuǎn)速，負(fù)載時(shí)轉(zhuǎn)速下降。也就是異步轉(zhuǎn)速雖然低于同步轉(zhuǎn)速，但是差距不會(huì)太大。
如果我們要想讓轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速和定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度同步，也就是讓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速等于同步轉(zhuǎn)速，我們就需要想辦法把轉(zhuǎn)子本身變成一個(gè)電磁鐵，而不能依靠人家定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)來(lái)感應(yīng)，怎么辦呢？其實(shí)很簡(jiǎn)單，給你的轉(zhuǎn)子專(zhuān)門(mén)接一個(gè)直流電源，這個(gè)直流電源就可以把轉(zhuǎn)子變成一個(gè)電磁鐵，這樣轉(zhuǎn)子就可以自立門(mén)戶(hù)了，轉(zhuǎn)子不再需要非得切割定子磁場(chǎng)來(lái)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)和電流了，這個(gè)時(shí)候轉(zhuǎn)子就會(huì)以同步速度跟隨定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，這樣的電機(jī)就叫同步電機(jī)。
很明顯同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)要比異步電機(jī)復(fù)雜很多，所以同步電動(dòng)機(jī)價(jià)格高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在生產(chǎn)生活中并沒(méi)有異步電機(jī)應(yīng)用的那么廣泛，但是同步電機(jī)的主要應(yīng)用是在發(fā)電機(jī)上，現(xiàn)在的火電站、水電站的汽輪機(jī)和水輪機(jī)基本上都是同步發(fā)電機(jī)。
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你應(yīng)該見(jiàn)過(guò)這種小型的柴油發(fā)電機(jī)，其實(shí)就是用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)為原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)同步發(fā)電機(jī)工作的。
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