電機相關物理公式及知識點

2021-10-09 14:43:04 字數 1599 閱讀 7024

轉矩公式:t=f

∗r

t=f*r

t=f∗

r轉矩=扭力*作用半徑

電機功率:p=f

∗v

p=f*v

p=f∗

v功率=力*速度

轉動慣量: j=∫

mr2d

mj=∫ mr ^2 dm

j=∫mr2

dm轉動慣量是表徵剛體轉動慣性大小、衡量剛體抵抗旋轉運動的慣性的物理量。

轉矩和轉動慣量關係:t=j

∗w

t=j*w

t=j∗

w轉矩=轉動慣量*角加速度

同步電動機:是勵磁磁場與電樞的旋轉磁場相互作用而產生轉矩,以同步轉速旋轉的交流電動機。定子加三相交流電,轉子加直流電。

同步轉速轉子的轉速和電網頻率之間有不變的關係: n=60f/ p 。其中f為電網頻率,p為電機的極對數,n稱為同步轉速。若電網的頻率不變,則穩態時同步電機的轉速恒為常數而與負載的大小無關。

為什麼同步電機不能自動啟動?

如果轉子沒有初始轉動,轉子的北極顯然會被rmf的南極所吸引,並開始向同一方向移動。但是由於轉子有一定的慣性,這個起動速度會很低。到這個時候,rmf的南極將被北極取代,北極排斥轉子,轉子收到乙個抑制轉動的力,重複這個過程導致其無法啟動。為了使同步電機自動啟動,通過巧妙地安裝了乙個松鼠籠。它們也被稱為阻尼繞組,其啟動方式就變得和非同步電動機一樣了。這個特性也促使電機不能失步,否則會停止。

非同步電機:以鼠籠式為例,只有定子繞組通三相交流電產生旋轉磁場,而轉子「鼠籠」可以理解為就是一組閉合的導線,本身沒有電流,也沒有磁場。當定子的旋轉磁場切割轉子「鼠籠」的導體時(反過來就是導體切割磁力線,法拉第電磁感應定律),在轉子上產生感應電流;這時候,由安培定律可知,通電導線在磁場中會受到作用力,驅動轉子運動。但是,轉子速度永遠無法達到定子旋轉磁場的速度,因為一旦他們相等了,相當於轉子和磁力線相對靜止,導體就不切割磁力線了,也就無法產生感應電流了,沒有電流就沒有安培力了,沒有安培力驅動轉子在負載力矩的作用下就會減速,減速後轉子速度就又低於同步轉速,導體就又開始切割磁力線了…,因此轉子速度始終達不到同步轉速(即由電源頻率決定的定子旋轉磁場的轉速),這也是非同步電機的「非同步」的由來。

電機的反電勢係數ke與力矩係數kt之間的關係:在直流伺服電機中kt=9.55ke,其中kt的單位是nm/a,ke的單位是v/rpm,當ke和kt同為國際單位制時,ke=kt。這一點與永磁交流伺服電機中ke與kt的關係稍有差別,多數企業的永磁交流伺服電機手冊中如果同時給出ke和kt,則一般kt=9.55ke*1.732,當ke和kt同為國際單位制時,kt與ke之間差1.732倍(即:根號3倍),原因在於ke一般會以線反電勢的形式給出。

磁通與線圈的交鏈

λ=nφ

磁鏈

雖然電壓與電動勢的單位都是伏特(v),但這兩個物理量是有區別的:電壓是指電路中兩點之間的電位差。電動勢簡稱電勢,是指電源內部的電源力。而且電壓和電動勢的方向是相反的:電動勢的方向是從低電位指向高電位,而電壓的方向與其相反。

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