交流电动机的工作原理及特性ppt课件

交流电动机的工作原理及特性一、工作原理：交流电动机的工作原理基于法拉第电磁感应定律和洛伦兹力定律。

当直流电通过一对线圈时，该线圈产生一个恒定的磁场，而根据法拉第电磁感应定律，当有导体运动在磁场中时，导体内部会产生电动势。

利用这一原理，交流电动机在电动机定子内放置线圈，称为“定子绕组”，同时在电动机转子上绕上线圈，称为“转子绕组”。

1.启动阶段：当电流通过定子绕组时，该绕组产生一个旋转磁场，引起转子绕组中的电流。

由于转子上的线圈与定子绕组的磁场互相作用，形成转子上的电磁力，从而使转子开始转动。

2.运行阶段：一旦转子开始旋转，电动机将进入运行阶段。

在这个阶段，定子绕组的磁场将持续转动，而转子绕组的电流将继续随着旋转的磁场作用毛糙转子旋转。

由于交流电流的不断变化，电动机将保持连续的旋转运动。

3.停止阶段：当电源关闭时，定子绕组的电流将停止，并且定子的磁场也会逐渐消失。

由于缺乏动力，转子将停止旋转。

二、特性：1.转速控制范围广：对于交流电动机而言，可以通过调整电源的频率来实现转速的控制。

通过改变电源的频率，可以改变旋转磁场的频率，从而调整电动机的转速。

这使得交流电动机在许多应用中具有灵活的转速控制能力。

2.启动和停止平稳：交流电动机的启动和停止过程非常平稳。

相比之下，直流电动机的启动和停止过程可能会产生较大的冲击和震荡。

这使得交流电动机非常适合对运动平稳性要求较高的应用。

3.维护成本低：交流电动机的维护要求相对较低。

由于没有刷子和对电动机结构的摩擦，交流电动机的故障率较低。

此外，交流电动机没有需要定期更换的刷子，使得维护成本较低。

4.效率较高：交流电动机具有较高的效率。

交流电动机的功率因数通常大于0.9，而功率因数越高，电动机的效率越高。

这使得交流电动机在能量转换时具有更高的效率，降低能源消耗。

5.成本相对较低：与直流电动机相比，交流电动机的成本相对较低。

这是因为交流电动机的设计和制造过程相对简单，没有直流电动机复杂的结构和零部件。

交流发电机的结构特点及其工作原理1、发电机的结构特点P11C型发动机所配的发电机，是国内外汽车广泛使用的三相硅整流交流发电机。

通过8个二极管组成三级桥式全波整流电路(整流器)，将三相绕组中产生的交流电转变为直流电。

其结构如图所示。

把三相发电机各线圈的末端接在一起成为公共端点，又称为三相电源的中性点。

从中性点引出的线称为中线，从三个线圈始端引出的线称为相线。

这种连接方式称为星形接法。

2、整流原理交流发电机发出三相交流电，但汽车上的用电设备和蓄电池都是直流电。

整流器的功能是将交流电转变为直流电。

汽车交流发电机利用硅二极管的单向导电性能，用6只硅二极管组成三相桥式全波整流电路，把交流电转变为直流电。

8管极交流发电机在中性点增加了两个二极管，也称为中性点二极管，这样使发电机的三次谐波在中性点叠加，可将发电机的输出功率提高。

9管极的交流发电机增加了功率较小的激磁管，这样可以用简单的充电指示灯来表示发电机的工作情况，省去了结构相对复杂的继电器。

3、调节器作用发电机的发电量是随着发动机的转速变化而变化的。

当发电机的电压超过恒定值(如28V)时，就需要加以限制。

IC调节器，是将所有元件集成在一个半导体基片(集成电路)上，利用三级管开关电路的作用控制发电机的磁场，在发电机转速变化时保持其输出电压不变。

电压调节器是一负反馈控制，其在某一规定的高压下起作用，若电机电压高于规定值，则减少激磁电流以降低电机输出电压，限制发电机的输出电压不超出某一规定范围。

如：28V的发电机，控制在28±0.30V范围内。

低于上述控制值，调节器不起调节作用，只是磁场线圈通电线路中的一个导体。

集成电路调节器具有体积小、工作可靠、无须维护等特点，故被广泛使用。

4、汽车交流发电机的特性汽车交流发电机的工作特性是以转速为基准，表示发电机输出电流、电压经整流后与转速的关系。

以输出特性曲线来表示发电机的特性。

输出特性是指发电机输出电压保持衡定时（24V发电机规定为28V），发电机转速与输出电流的关系，通过它可以知道发电机在不同转速下输出功率的大小。

电动机原理和特点的比较本文主要介绍了三种直流电机：普通直流电机、无刷电机、步进电机，两种交流电机：三相异步电动机、伺服电机的原理、特点及调速方法。

1、普通直流电机普通直流电机便是我们最熟悉的一种电动机，它的转子在内部，由线圈组成,定子则在外部，由永磁体组成。

在工作时，而把它的电刷A、B接在电压为U的直流电源上，电刷A是正电位，B是负电位，在N极范围内的导体ab中的电流是从a流向b,在S极范围内的导体Cd中的电流是从C流向d。

载流导体在磁场中要受到电磁力的作用，因此,ab和Cd两导体都要受到电磁力的作用。

根据磁场方向和导体中的电流方向，利用电动机左手定则判断，ab 边受力的方向是向左，而Cd边则是向右。

由于磁场是均匀的，导体中流过的又是相同的电流，所以，ab边和Cd边所受电磁力的大小相等。

这样，线圈上就受到了电磁力的作用而按逆时针方向转动了。

当线圈转到磁极的中性面上时，线圈中的电流等于零，电磁力等于零，但是由于惯性的作用，线圈继续转动。

线圈转过半周之后，虽然ab与Cd的位置调换了，ab边转到S极范围内，Cd边转到N极范围内，但是，由于换向片和电刷的作用，转到N极下的Cd边中电流方向也变了，是从d流向c,在S极下的ab边中的电流则是从b流向a.因此，电磁力FdC的方向仍然不变，线圈仍然受力按逆时针方向转动。

可见，分别处在N、S极范围内的导体中的电流方向总是不变的，因此，线圈两个边的受力方向也不变，这样，线圈就可以按照受力方向不停的旋转了。

从以上的分析可以看到，要使线圈按照一定的方向旋转，关键问题是当导体从一个磁极范围内转到另一个异性磁极范围内时（也就是导体经过中性面后），导体中电流的方向也要同时改变。

换向器和电刷就是完成这个任务的装置。

当然,在实际的直流电动机中，也不只有一个线圈，而是有许多个线圈牢固地嵌在转子铁芯槽中，当导体中通过电流、在磁场中因受力而转动，就带动整个转子旋转。

直流电机具有响应快速、较大的起动转矩、从零转速至额定转速具备可提供额定转矩的性能，但直流电机的优点也正是它的缺点，因为直流电机要产生额定负载下恒定转矩的性能，则电枢磁场与转子磁场须恒维持90°,这就要藉由碳刷及整流子。