电机运行原理及基本概念一、功能与特点一、功能与特点二、运行原理及基本概念图一2、通电的线圈周围产生磁通（磁力线）设有一个匝数为W的线圈放在磁场中，不论什么原因，例如线圈本身的移动或转动、磁场强度本身发生变化等。造成了和线圈交链的磁通φ随时间发生变化时，线圈内都会感应出电势，这种现象叫做电磁感应。其公式：e=-W其含义：由电磁感应产生的电势与线圈的匝数和磁通的变化率成正比。负号表示，如果在感应电势的作用下在线圈内流过电流则该电流起着反对磁通变化的作用。——楞次定律。通电导体将在磁场中受到电磁力的作用。电流方向、磁场方向以及电磁力方向符合左手定则。即：伸开左手掌，让磁场方向指向左手掌心，大拇指同其余手指垂直，大拇指所指方向为电磁方向，其余手指所指方向为通电导体中电流方向。其公式：F=BIL其中：B——磁场密度，I——导体中电流，L——导体长度。如图3、4所示。4、电磁力定律。图4左手定则如果线圈中心线上有一根轴，用轴承支撑起来，那么，线圈可绕轴转动。这是因为通电线圈在磁场中，它的两个线圈边分别受到两个方向相反的电磁力，形成了力矩所致。如图5所示。当线圈在磁场中转动时，相应的两个边，比如，线圈边1和线圈边2，从一个磁极下转到另一个磁极下时，由于磁场极性有了改变，从而使线圈反方向转动，于是线圈只能绕中心轴来回摆动，而不能产生连续旋转运动。为了使线圈连续旋转，应该想办法当线圈边所处的磁场极性改变时，同时改变线圈边的电流方向，只有这样线圈边所受的电磁力的方向才能保持不变，使他连续旋转。图5电磁力的产生6、换向器和电刷的作用——能使线圈边电流方向改变的作用。有了换向器和电刷，能使线圈的两边从一个磁极转到另一个磁极时，相应地改变线圈两边的电流方向。有了换向器和电刷之后，在各个磁场下的线圈边中的电流，始终保持着各自一定的电流方向。这样一来，转矩方向保持不变，线圈就可以连续旋转。因此，换向器和电刷就起到了线圈中电流的换向作用。7、何谓串激电机？前面说过，有了换向器和电刷后，转子线圈中的电流在一个极下始终保持一个方向。比如，在S极下电流是流入线圈，以+表示。那么，在N极下电流是流出线圈，以-表示。实际上，转子铁芯每个槽均嵌放有线圈，而且所有转子线圈均通过换向器串联起来，形成一个闭合回路。串激电机工作原理图，如图8所示。这是2极电机的情况。8图中定子线圈通过电流IN产生了磁通φ，转子线圈也流过电流，比如，在S极下的线圈的电流方向是流入纸面，用+表示，而在N极下的线圈的电流方向是流出纸面，用-表示。定子线圈建立的磁通同通电的转子线圈中的导体相互作用产生电磁转矩，使电机转子旋转。电机的旋转方向可用左手定则确定。将定子线圈中的电流称激磁电流，而转子线圈中的电流称电枢电流。激磁电流是流过电刷的总电流，也即是电源提供的电流。电刷将转子线圈分开两部分并联起来形成两条支路，每条支路的电流为流过电刷电流的一半，也即是激磁电流的一半，为Ia=IN/2。速率特性：n=f（P2）当负载增加时，转速下降得很快——软特性。转矩特性：Mem=f（P2），Mem随着P2的增加而很快向上弯曲。电机原理图电路图原理U=IZ+EU=IR+E式中：U——电源电压I——回路电流R——回路电阻E——感应电势Z——回路阻抗常见故障分析常见故障