感应电动势公式推导 记住电机原理及几个重要公式,搞清楚电机so easy!
【感应电动势公式推导 记住电机原理及几个重要公式,搞清楚电机so easy!】电机,一般简称电机,是现代工业和生活中非常常见的东西,也是将电能转化为机械能最重要的设备。汽车、高速列车、飞机、风扇、机器人、自动门、泵、硬盘甚至最普通的手机都装有马达。
很多刚接触电机或者刚学习电机驱动知识的人,可能会发现电机的知识很难理解,甚至会看到相关的课程,所以被称为“信用杀手”。下面,我们可以通过零散的分享,让新手快速了解交流异步电机的原理。
★电机原理:电机原理很简单,就是利用电能在线圈上产生旋转磁场,驱动转子旋转的装置。任何学过电磁感应定律的人都知道,通电的线圈会被迫在磁场中旋转。这是电机的基本原理,是初中物理的知识。
★电机结构:拆卸过电机的人都知道,电机主要由两部分组成,固定定子部分和旋转转子部分,如下:
1.定子(静态部分)
定子铁心:电机磁路重要部分,并在其上放置定子绕组;定子绕组:就是线圈,电动机的电路部分,接电源,用于产生旋转磁场;机座:固定定子铁心及电机端盖,并起防护、散热等作用;2.转子(旋转部件)
转子铁心:电机磁路的重要部分,在铁心槽内放置转子绕组;转子绕组:切割定子旋转磁场产生感应电动势及电流,并形成电磁转矩从而使电动机旋转;
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★电机的几种计算公式:
1、电磁相关
1)电机感应电动势公式:e = 4.44 * f * n * φ,e为线圈电动势,f为频率,s为周围导体(如铁芯)的截面积,n为匝数,φ为磁通量。
公式是怎么推导出来的,这些东西我们就不深究了,主要看怎么用。感应电动势是电磁感应的本质。当有感应电动势的导体闭合时,就会产生感应电流。感应电流会在磁场中受到安培力产生磁矩,从而推动线圈转动。
根据上述公式,电动势的大小与电源频率、线圈匝数和磁通量成正比。
磁通量φ = b * s * COSθ的计算公式,当面积为S的平面垂直于磁场方向时,角度θ为0,COSθ等于1,公式变为φ = b * s..
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结合以上两个公式,可以得到电机磁通强度的计算公式为:B=E/(4.44*f*N*S)。
2)另一个是安培力公式。要知道线圈上的力,我们需要这个公式F=I*L*B*sinα,其中I为电流强度,L为导体长度,B为磁场强度,α为电流方向与磁场方向的夹角。当导线垂直于磁场时,公式变为F=I*L*B(如果是n匝线圈,则磁通量B为n匝线圈的总磁通量,不乘以n)。https://www.diangon.com/wenku/dgjs/diandongji/
已知力,就知道扭矩,等于扭矩乘以作用半径,T=r*F=r*I*B*L(矢量积)。利用功率=力*速度(P=F*V)和线速度V=2πR*每秒转速(n秒)的公式,可以与功率建立一个上关系,得到下面的3号公式。但是需要注意的是,此时使用的是实际输出扭矩,所以计算出来的功率就是输出功率。
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2.交流异步电动机转速计算公式:n=60f/P,很简单。转速与供电频率成正比,与极对数成反比(记住,是一对)。直接套用公式就行了。但是这个公式实际计算的是同步转速(旋转磁场转速),异步电机的实际转速会略低于同步转速,所以我们经常看到四极电机一般都是1400转以上,1500转以下。
3.电机转矩与功率表转速的关系:T=9550P/n(P为电机功率,n为电机转速),可以从上面1号的内容推导出来,但不需要学习推导,只要记住这个计算公式即可。但是,再次说明,公式中的功率p不是输入功率,而是输出功率。由于电机损耗,输入功率不等于输出功率。但是书往往是理想化的,输入功率等于输出功率。
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