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電機原理基礎知識 （1）
一、小功率電動機的分類 按國家標準規定，小功率電動機指折算至1500r/min(轉/分)時連續額定功率不超過1.1kw的電動機，也稱為微電動機或馬力電動機，其分類如下：
1、小功率電動機分為以下4種：
1) 小功率異步電動機;
① 三相異步電動機;
② 單相電阻起動電動機;
③ 單相電容起動電動機;
④ 單相電容運轉電動機;
⑤ 單相電容雙值電動機;
⑥ 罩極異步電動機。
2) 小功率同步電動機;
① 永磁同步電動機;
② 磁阻同步電動機;
③ 磁滯(zhi)同步電動機;
3) 小功率直流電動機;
① 有刷直流電動機;
A、勵磁直流電動機;B、永磁直流電動機。
② 無刷直流電動機。
4) 小功率交流換向器電動機;
① 單相串激電動機;
② 交直流兩用電動機;
③ 推斥電動機。
二、電機的運行原理
1、安培環路定律——全電流定律本定律闡(chan
)述電流產生磁場的規律，由式表達：上式說明沿任一條閉合回路L,磁場強度的線積分等于該閉合路所包圍的全電流。
將全電流定律用到電機中，由于電機磁路通常可按不同的材料和幾何尺寸分成幾段，每段中的磁場強度是相同的，因此可將上式寫成：Hi----第i段磁路磁場強度(A/m)Li----第i段磁路計算長度(m)Wi----磁勢(A)W---線圈匝數
磁場感應電流產生的強弱及方向由磁感應強度表示。形象的描繪磁場用磁力線，磁力線是閉合曲線，磁力線的方向與產生磁場的電流之間符合右螺旋法則。穿過單位面積的磁力線數就是感應強度B.磁感應強度不僅與電流有關，而且與周圍介質有關，當周圍放有鐵磁物質時，磁場會大大加強，這是因為不同的介質有不同的磁導率，磁導率用u0表示。真空磁導率磁場物質u為u0的幾百倍至幾千倍，而且與磁場強度有關，不是常數，磁場強與磁感應強度關系為H=B/u式中B—— 表示磁感應強度(T)U——表示磁導率(H/m)H——表示磁場強度，也叫磁勢(A/m)在均勻磁場中，穿過面積S的磁力線定義為磁通。
2、電磁力定律本定律
闡述處于磁場中的載流導體受有電磁力作用。當磁場與載流導體相互垂直時，作用在導體相互垂直時，作用在導體的電磁力為f=BiL式中
f——電磁力(N)
B———磁感應強度(T)
i-----導體的電流(A)
L-----導體的有效長度(m)
電磁力f的方向由左手定則判定：磁通指向手心，伸直四指指電流方向，垂直的拇指指電磁方向。
3、電磁感應定律本定律
闡述磁通變化產生感生電勢的規律。
⑴變化磁通產生的感應電勢——變壓器電勢
式中W—與磁通Φ相交鏈的線圈匝數Φ—與線圈交鏈的磁通(Wb)t—時間(s)e—感應動勢(V)
⑵切割電勢，導線在磁場中運動并切割磁力線時，導體中產生感應電動勢：e=BL.V式中B—磁感應強度(T)L—導線有效長度V—導線垂直于磁場的運動速度
上式感應電勢方向由右手定則確定，手心迎著磁通、垂直的拇指指向導體運動方向，平行四指指向感應電勢方向。
4、能量守恒原理
在質量不變的物理系統中，能量總是守恒的，能量既不能憑空產生，也不能憑空消失，而僅能變換的形式。在電動機能量的平衡關系式為：電源輸入的電能=磁場儲能的增加+熱能的能量損耗+機械能的輸出式中：轉換為熱能的能量損耗主要包括三部分
⑴定、轉子繞組銅耗;
⑵交變磁通在鐵芯的鐵耗;
⑶通風、摩擦產生的機械損耗。
三、單相異步電動機工作原理
在三項點集中，當定子三相繞組接到三相交流電源時，對稱三相交流電流在
三相對稱繞組中流通，產生圓形旋轉磁勢和磁場，從下圖表示：電流隨時間變化，產生磁勢和磁場在空間旋轉，旋轉速度由電源頻率f和電機極數p決定。n=2x60/p*f式中n—旋轉磁轉速(r/min)p—電機極數
f—電源頻率(HZ)在單相電機中，由于單相繞組產生的使脈振磁場，電機沒有起動轉矩，不能起動，如下圖所示：
因此在單相電機定子鐵芯中嵌放兩繞組且其軸線在空間相隔90°電角度，兩相繞組的線徑、匝數分布個不相同，其中一項繞組稱為主繞組(用M表示)。另一項繞組稱為付繞組(用A表示)。付繞組鐵移相元件接入電源。結構原理如下圖：
在單相電機中，若定子上的主、付兩相繞組完全對稱，兩相繞組接到兩相對稱電源，則與三相電機一樣也產生在空間旋轉的圓形旋轉磁勢和磁場，如下圖：
可見對稱繞組通入對稱兩相電流產生的旋轉磁勢與三相電機產生旋轉磁勢一樣。其旋轉速度與電源頻率和電機極數有關：n=120f/p
在單相電機的轉子中鑄有許多彼此相連通的鼠籠形鋁導條。
當電機中磁場以n速度旋轉時，處于旋轉磁場中的轉子導條就會切割磁力線而產生感應電勢和感應電流，感應電流在磁場的作用下產生電磁力和電磁力矩，形成一定得轉速n’。一般情況下電機轉速n’不等于旋轉磁場轉速n。因為n’=n時，轉子導條相對旋轉磁場是靜止的，導條中就不會產生感應電勢和感應電流，電機就不會電磁力矩，電機的轉速就會自然下降。因轉子速度始終低于旋轉磁場速度，故此種電機為“單相異步電動機”。
四、電容運轉單相異步
電動機工作繞組及主繞組M與副繞組A的軸線在空間相隔90°電角度，副繞組串聯一個電容C在于工作繞組并接與電源，由于付繞組串聯了電容所以副繞組中的電流在相位上超前于主繞組電流，這樣由單相電流i分解成具有時間相位差的兩相電流iM和Ia，因而電機的兩相繞組能產生圓形或橢圓形的旋轉磁場。