您好, 歡迎來到化工儀器網(wǎng)
電機,馬達原理及幾個重要換算公式
電機,，一般指電動機,，也稱馬達,，是現(xiàn)代化工業(yè)及生活中極為普遍的東西，也是將電能變?yōu)闄C械能的主要設(shè)備,。汽車、高鐵,、飛機,、風(fēng)機、機器人,、自動門,、水泵、硬盤甚至我們z普遍擁有的手機,，都安裝了電機,。
很多初接觸電機的或者剛學(xué)習(xí)電機拖動知識的，可能會覺得電機知識不好理解,，甚至看到相關(guān)的課程就頭大,，有著“學(xué)分殺手”的稱呼。下面通過零散式分享,，可以讓新手快速了解交流異步電機原理,。
★電機的原理：電機的原理很簡單，簡單的說就是利用電能在線圈上產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場,，并推動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的裝置,。學(xué)過電磁感應(yīng)定律的都知道，通電的線圈在磁場中會受力轉(zhuǎn)動,，電機的基本原理就是如此,，這是初中物理的知識。
★電機結(jié)構(gòu)：拆開過電機的人都知道,，電機主要是兩部分組成,，固定不動的定子部分以及轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子部分，具體如下：
1、定子(靜止部分)
定子鐵心：電機磁路重要部分,，并在其上放置定子繞組,；
定子繞組：就是線圈，電動機的電路部分,，接電源,，用于產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場；
機座：固定定子鐵心及電機端蓋,，并起防護,、散熱等作用；
2,、轉(zhuǎn)子(旋轉(zhuǎn)部分)
轉(zhuǎn)子鐵心：電機磁路的重要部分,，在鐵心槽內(nèi)放置轉(zhuǎn)子繞組；
轉(zhuǎn)子繞組：切割定子旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生感應(yīng)電動勢及電流,，并形成電磁轉(zhuǎn)矩從而使電動機旋轉(zhuǎn),；
★電機的幾個計算公式：
1、電磁相關(guān)的
1）電動機的感應(yīng)電動勢公式：E=4.44*f*N*Φ,，E為線圈電動勢,、 f為頻率 、 S為環(huán)繞出的導(dǎo)體（比如鐵芯）橫截面積,、 N為匝數(shù),、Φ是磁通。
公式是怎么推導(dǎo)來的,，這些事情我們就不去鉆研了,，我們主要是看看怎么利用它。感應(yīng)電動勢是電磁感應(yīng)的本質(zhì),，有感應(yīng)電動勢的導(dǎo)體閉合后,，就會產(chǎn)生感應(yīng)電流。感應(yīng)電流在磁場中就會受到安培力,，產(chǎn)生磁矩,，從而推動線圈轉(zhuǎn)動。
從上面公式知道,，電動勢大小與電源頻率,、線圈匝數(shù)及磁通量成正比。
磁通量計算公式Φ=B*S*COSθ,，當(dāng)面積為S的平面與磁場方向垂直的時候,，角θ為0，COSθ就等于1,，公式就變成Φ=B*S,。
將上面兩個公式結(jié)合一下,，就可以得到電機磁通強度計算公式為：B=E/（4.44*f*N*S）。
2）另外一個是安培力公式,，我們要知道線圈受到的力是多少,，就需要這個公式F=I*L*B*sinα，其中I為電流強度,，L為導(dǎo)體長度,，B為磁場強度，α是電流方向與磁場方向間的夾角,。當(dāng)導(dǎo)線垂直于磁場時候，公式就變成F=I*L*B了（如果是N匝線圈的話,，磁通B就是N匝線圈的總磁通,，而不需要再乘N了）。
知道了受力,，就知道轉(zhuǎn)矩,，轉(zhuǎn)矩等于扭力乘以作用半徑，T=r*F=r*I*B*L（向量乘積）,。通過功率=力*速度（P=F*V）以及線速度V=2πR*每秒轉(zhuǎn)速(n秒)兩個公式 ,，可以與功率建立上關(guān)系，得到下面序號3的公式,。不過要注意,，這時候使用實際輸出扭矩，所以計算出的功率是輸出功率,。
2,、交流異步電機的轉(zhuǎn)速計算公式：n=60f/P，這個很簡單,，轉(zhuǎn)速與電源頻率成正比,，與電機極對子（記住是一對）數(shù)成反比，直接套用公式就好,。不過這個公式實際計算出是同步轉(zhuǎn)速（旋轉(zhuǎn)磁場速度）,，異步電機實際轉(zhuǎn)速會略低于同步轉(zhuǎn)速，所以我們往往會看到4極電機一般是1400多轉(zhuǎn),，達不到1500轉(zhuǎn),。
3、電機轉(zhuǎn)矩,、功率計轉(zhuǎn)速的關(guān)系：T=9550P/n（P是電機功率,、n是電機轉(zhuǎn)速），可以從上面序號1內(nèi)容中推導(dǎo)出來,，不過我們沒必要學(xué)會推導(dǎo),，記住這個計算公式就可以。不過再次提醒，公式中功率P不是輸入功率,，而是輸出功率,，由于電機有損耗，輸入功率不等于輸出功率,。但是書本上往往理想化,，將輸入功率等于輸出功率了。
4,、電機功率（輸入功率）：
1）單相電機功率計算公式：P=U*I*cosφ,，如果功率因數(shù)為0.8，電壓為220V,，電流為2A,，那么功率P=0.22×2×0.8=0.352KW。
2）三相電機功率計算公式：P=1.732*U*I*cosφ（cosφ為功率因素,、U為負載線電壓,、I為負載線電流）。不過這類的U和I與電機的接法有關(guān),，星形接法的時候,，由于三個相隔120°電壓的線圈公共端連接一起，形成一個0點,，所以加載在負載線圈的電壓實際是相電壓,；而三角形接法時，每個線圈兩端各連一根電源線,，所以加載負載線圈上的電壓就是線電壓,。如果使用的是我們常用的3相380V電壓，星形接法時候線圈是220V,，而三角形則是380V,，P=U*I=U^2/R，所以三角形接法時功率是星形接法的3倍,，這也就是為什么大功率電機采用星三角降壓啟動的原因,。
掌握了上面的公式，理解透徹,，電機的原理就不會在困惑了,，也不會在怕學(xué)習(xí)電機拖動這種高掛科的課程。
★電機的其他部件
1）風(fēng)扇：一般安裝在電機尾部,，用于給電機散熱,；
2）接線盒：用于接入電源，如交流三相異步電機,，還可以根據(jù)需要接星形或者三角形,；
3）軸承：連接電機旋轉(zhuǎn)和不動部分,；
4、端蓋：電機外面的前后蓋子,，起支撐作用,。