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交流電機如何工作?

發布時間:2022-11-22 點擊數:329


與玩具和手電筒不同,大多數家庭、辦公室、工廠和其他建筑物并不是由小電池供電:它們不是由直流電供電,而是由交流電 (AC) 供電,交流電 (AC) 的方向每秒反轉約 50 次(頻率為 50 赫茲)。如果你想用家用交流電源而不是直流電池來驅動電機,你需要一種不同的電機設計。


在交流電機中,有一圈電磁鐵圍繞外部排列(構成定子),用于產生旋轉磁場。在定子內部,有一個實心金屬軸、一圈電線、一個線圈、一個由金屬條和互連件制成的鼠籠(就像人們有時用來逗寵物老鼠的旋轉籠),或其他一些可以自由旋轉的金屬部件導電。與向內轉子供電的直流電機不同,在交流電機中,向構成定子的外線圈供電。線圈按順序成對通電,產生圍繞電機外部旋轉的磁場。

正在重繞的交流感應電動機的內部。


定子使用緊密纏繞的銅線線圈(稱為繞組)產生磁場。當電動機磨損或燒壞時,一種選擇是用另一臺電動機替換它。有時用新電線更換電機繞組更容易——一項稱為倒繞的熟練工作,這就是這里發生的事情。

這個旋轉磁場如何使電機運動?請記住,懸浮在磁場中的轉子是電導體。磁場不斷變化(因為它在旋轉),因此根據電磁定律(準確地說是法拉第定律),磁場在轉子內部產生(或感應,用法拉第自己的術語)電流。如果導體是一個環或一根導線,則電流以環路繞著它流動。如果導體只是一塊實心金屬,渦流就會圍繞它旋轉。無論哪種方式,感應電流都會產生自己的磁場,并且根據電磁學的另一定律(楞次定律也試圖通過旋轉來阻止引起它的原因——旋轉磁場。(你可以想象轉子瘋狂地試圖趕上旋轉磁場,以消除它們之間的運動差異。)電磁感應是這種電機旋轉的關鍵——這就是為什么它被稱為感應電動機。

 

 


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