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标题: 直流电机与交流电机区别 [打印本页]

作者: yuyang911220 时间: 2015-10-23 21:22 标题: 直流电机与交流电机区别

电机分两大类：一个是电动机，一个是发电机。交流电机包括电动和发电机，直流也如此。如果按电动机工况来讲，交流与直流的区别可多了去了！其中主要包括：输入的电源类型不同，交流电动机用的是交流电源（有单相和三相之分），而直流电动机使用的是直流电源（有恒定的直流电还有脉动的直流电～～）。电机结构不同，比如直流电动机一般都有电刷还有换向器，而交流电动机一般都没有！这也是为什么交流电动机用途比直流电动机广泛！直流电动机的电刷和换向器之间经常会有火花出现，导致换向器表面氧化甚至绝缘。用途不同：直流电动机主要用于调速较广泛的（需要平滑调速）动力机械或其他设备，比如龙门刨床，轧钢机，电气轨道牵引（比如电力机车，地铁），而交流电动机主要用于调速范围不太大的动力机械或其他设备，比如一般的通风机，水泵，机床，工地上的吊车等等，当然，近几年随着电力电子技术的发展，比如门级可关断晶闸管（GTO），绝缘栅双极晶体管（IGBT）的出现，交流电动机的调速变得容易了许多！调速范围也不断扩大，一些过去要求调速范围广的机械设备开始逐步采用交流电动机，比如现在铁路上流行的和谐型大功率电力机车，使用的就是三相交流异步电动机而不是传统的直流电动机。
上面说的是电动机，下面简单说说发电机：输出的电源类型不同，直流发电机输出的肯定是直流电，交流发电机输出的肯定是交流电。
直流电动机与交流电动机的应用场合都比较广，两者工作的基本原理相同，都是电磁感应定律，且两者都有各自的优缺点，这点很多资料中都有介绍。分析一下，直流电动机或者说是直流电机有其工作时的缺点很重要的一个原因大概就是因为换向器，这也是决定直流电机与交流电机工作方式不同的最主要原因。还是以电动机为例，电动机要想工作，必须靠转子绕组所感应到的电磁力拖动转子进行旋转，所以要想保证电动机稳定持续旋转，转子绕组中的感应电磁力必须保持方向一致，对于直流电动机来说，定子磁场的方向不变，所以如果转子中的电流不进行换向的话，那么转子在旋转的过程中受到的电磁力方向就会改变，不能保证转子连续旋转。即只要转子绕组中的电磁力方向一致，转子就能持续旋转。而交流电动机正是利用了这一点，在工作时，不通过换向，而是通过改变定子磁场方向的方式保证这一点，因为对于交流电机来说定子磁场不是固定不变的，而是按照一定的规律在旋转，所以能够保证转子绕组受到的电磁力方向不变。交流电动机只要定子线圈按相位布局，自然会产生旋转磁场就能保证转子旋转。还有一个需要注意的地方，虽然直流、交流电动机的工作原理都是电磁感应定律，但是两者也有不同之处，可以通过两者启动方式的不同理解。直流电动机转子转动（电枢绕组运动或者受力）是因为通电的电枢绕组在磁场里受到电磁力，所以前提是电枢中有电流，所以直流电动机要想启动需要有电枢电流；而交流电动机启动时只要对定子通入交流电，就会产生一个旋转磁场，这个磁场由于是运动的，所以转子绕组会感应出电动势，只要转子绕组能够形成闭合回路，就会产生电流，就会感应出电磁力拖动转子进行转动，所以交流电动机转子运动的前提是磁场在旋转，这是两者在运动初始状态时的不同。即直流电动机启动的过程为：磁场+通有电流的电枢绕组→绕组中有感应的电磁力→拖动转子转动；而交流电动机的启动过称为：定子接入三相交流电→定子旋转磁场→使处于旋转磁场中的转子绕组产生感应电动势→由于转子绕组形成了闭合回路（前提），所以转子绕组中产生了电流→转子绕组产生感应电磁力→拖动转子进行旋转

直流电机工作原理交流电机工作原理

直流电机工作原理详解来自百度文库http://wenku.baidu.com/view/5048ee104431b90d6c85c751.html
交流电机原理百度文库，有图片http://wenku.baidu.com/view/15c498d13186bceb19e8bb0d.html
单相交流电机的工作原理
单相交流电动机只有一个绕组，转子是鼠笼式的。当单相正弦电流通过定子绕组时，电动机就会产生一个交变磁场，这个磁场的强弱和方向随时间作正弦规律变化，但在空间方位上是固定的，所以又称这个磁场是交变脉动磁场。这个交变脉动磁场可分解为两个以相同转速、旋转方向互为相反的旋转磁场，当转子静止时，这两个旋转磁场在转子中产生两个大小相等、方向相反的转矩，使得合成转矩为零，所以电动机无法旋转。当我们用外力使电动机向某一方向旋转时（如顺时针方向旋转），这时转子与顺时针旋转方向的旋转磁场间的切割磁力线运动变小；转子与逆时针旋转方向的旋转磁场间的切割磁力线运动变大。这样平衡就打破了，转子所产生的总的电磁转矩将不再是零，转子将顺着推动方向旋转起来。要使单相电动机能自动旋转起来，我们可在定子中加上一个起动绕组，起动绕组与主绕组在空间上相差90度，起动绕组要串接一个合适的电容，使得与主绕组的电流在相位上近似相差90度，即所谓的分相原理。这样两个在时间上相差90度的电流通入两个在空间上相差90度的绕组，将会在空间上产生（两相）旋转磁场，在这个旋转磁场作用下，转子就能自动起动，起动后，待转速升到一定时，借助于一个安装在转子上的离心开关或其他自动控制装置将起动绕组断开，正常工作时只有主绕组工作。因此，起动绕组可以做成短时工作方式。但有很多时候，起动绕组并不断开，我们称这种电动机为电容式单相电动机，要改变这种电动机的转向，可由改变电容器串接的位置来实现。在单相电动机中，产生旋转磁场的另一种方法称为罩极法，又称单相罩极式电动机。此种电动机定子做成凸极式的，有两极和四极两种。每个磁极在1/3--1/4全极面处开有小槽，把磁极分成两个部分，在小的部分上套装上一个短路铜环，好象把这部分磁极罩起来一样，所以叫罩极式电动机。单相绕组套装在整个磁极上，每个极的线圈是串联的，连接时必须使其产生的极性依次按N、S、N、S排列。当定子绕组通电后，在磁极中产生主磁通，根据楞次定律，其中穿过短路铜环的主磁通在铜环内产生一个在相位上滞后单相交流电动机只有一个绕组，转子是鼠笼式的。当单相正弦电流通过定子绕组时，电动机就会产生一个交变磁场，这个磁场的强弱和方向随时间作正弦规律变化，但在空间方位上是固定的，所以又称这个磁场是交变脉动磁场。这个交变脉动磁场可分解为两个以相同转速、旋转方向互为相反的旋转磁场，当转子静止时，这两个旋转磁场在转子中产生两个大小相等、方向相反的转矩，使得合成转矩为零，所以电动机无法旋转。当我们用外力使电动机向某一方向旋转时（如顺时针方向旋转），这时转子与顺时针旋转方向的旋转磁场间的切割磁力线运动变小；转子与逆时针旋转方向的旋转磁场间的切割磁力线运动变大。这样平衡就打破了，转子所产生的总的电磁转矩将不再是零，转子将顺着推动方向旋转起来。要使单相电动机能自动旋转起来，我们可在定子中加上一个起动绕组，起动绕组与主绕组在空间上相差90度，起动绕组要串接一个合适的电容，使得与主绕组的电流在相位上近似相差90度，即所谓的分相原理。这样两个在时间上相差90度的电流通入两个在空间上相差90度的绕组，将会在空间上产生（两相）旋转磁场，在这个旋转磁场作用下，转子就能自动起动，起动后，待转速升到一定时，借助于一个安装在转子上的离心开关或其他自动控制装置将起动绕组断开，正常工作时只有主绕组工作。因此，起动绕组可以做成短时工作方式。但有很多时候，起动绕组并不断开，我们称这种电动机为电容式单相电动机，要改变这种电动机的转向，可由改变电容器串接的位置来实现。在单相电动机中，产生旋转磁场的另一种方法称为罩极法，又称单相罩极式电动机。此种电动机定子做成凸极式的，有两极和四极两种。每个磁极在1/3--1/4全极面处开有小槽，把磁极分成两个部分，在小的部分上套装上一个短路铜环，好象把这部分磁极罩起来一样，所以叫罩极式电动机。单相绕组套装在整个磁极上，每个极的线圈是串联的，连接时必须使其产生的极性依次按N、S、N、S排列。当定子绕组通电后，在磁极中产生主磁通，根据楞次定律，其中穿过短路铜环的主磁通在铜环内产生一个在相位上滞后
百度知道

三相异步电动机的旋转原理
三相异步电动机要旋转起来的先决条件是具有一个旋转磁场，三相异步电动机的定子绕组就是用来产生旋转磁场的。我们知道，但相电源相与相之间的电压在相位上是相差120度的，三相异步电动机定子中的三个绕组在空间方位上也互差120度，这样，当在定子绕组中通入三相电源时，定子绕组就会产生一个旋转磁场。电流每变化一个周期，旋转磁场在空间旋转一周，即旋转磁场的旋转速度与电流的变化是同步的。旋转磁场的转速为：n=60f/P式中f为电源频率、P是磁场的磁极对数、n的单位是：每分钟转数。根据此式我们知道，电动机的转速与磁极数和使用电源的频率有关.
单相交流电动机只有一个绕组，转子是鼠笼式的。当单相正弦电流通过定子绕组时，电动机就会产生一个交变磁场，这个磁场的强弱和方向随时间作正弦规律变化，但在空间方位上是固定的，所以又称这个磁场是交变脉动磁场。这个交变脉动磁场可分解为两个以相同转速、旋转方向互为相反的旋转磁场，当转子静止时，这两个旋转磁场在转子中产生两个大小相等、方向相反的转矩，使得合成转矩为零，所以电动机无法旋转。当我们用外力使电动机向某一方向旋转时（如顺时针方向旋转），这时转子与顺时针旋转方向的旋转磁场间的切割磁力线运动变小；转子与逆时针旋转方向的旋转磁场间的切割磁力线运动变大。这样平衡就打破了，转子所产生的总的电磁转矩将不再是零，转子将顺着推动方向旋转起来

单相交流电机的启动原理？

用单相电容式电机说明：单相电机有两个绕组，即起动绕组和运行绕组。两个绕组在空间上相差90度。在起动绕组上串联了一个容量较大的电容器，当运行绕组和起动绕组通过单相交流电时，由于电容器作用使起动绕组中的电流在时间上比运行绕组的电流超前90度角，先到达最大值。在时间和空间上形成两个相同的脉冲磁场，使定子与转子之间的气隙中产生了一个旋转磁场，在旋转磁场的作用下，电机转子中产生感应电流，电流与旋转磁场互相作用产生电磁场转矩，使电机旋转起来。

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