生活中的电机应用举例分析

精品文档 1欢迎下载 生活中的电机应用举例分析生活中的电机应用举例分析 何伟 16013522 电气工程学院 电气工程及其自动化系 摘要 电机是第二次科技革命中的最重要的发明之一 它至今仍在我 们的社会生产 生活中起着极为重要的作用 电机 是机械能与电 能之间转换装置的统称 转换是双向的 大部分应用的是电磁感应 原理 由机械能转换成电能的电机 通常称为 发电机 把电能转 换成机械能的电机 被称为 电动机 机床 水泵 需要电动机带 动 电力机车 电梯 需要电动机牵引 家庭生活中的电扇 冰箱 洗衣机 甚至各种电动玩具都离不开电动机 另一方面 我们的日 常生活所需要的电力需要发电机产生 电机已经应用在现代社会生 活的各个方面 可以毫不夸张的说 如今的现代生活离不开电机 关键词 发电机 电动机 同步 异步电动机 电风扇 洗衣机 空调冰箱 柴油发电机 精品文档 2欢迎下载 目录 content 一 电机基础 1 电动机与发电机 2 异步电机和同步电机 二 电机在日常生活中的应用举例及分析 1 电风扇中的电机 2 洗衣机中的电机 1 波轮式双桶洗衣机用电机 2 全自动波轮洗衣机用电机 3 全自动波轮洗衣机用电机 3 空调及冰箱中的电机 4 柴油发电机中的电机 精品文档 3欢迎下载 引言 电机作为现代社会各种行为的重要支撑 是各种机械设备的中 坚力量 它在工业生产中担当动力 在日常生活中同样是到处可见 它的身影 尤其是在家电中 本文中 我们将讨论电机在日常生活 中的应用 将举出一些典型例子分析电机工作原理和在其中的作用 让我们对电机有较为深刻的了解 一 电机基础一 电机基础 1 电动机与发电机 电动机 俗称 马达 是指依据电磁感应定律实现电能转换或 传递的一种电磁装置 它的主要作用是产生驱动转矩 作为用电器 或各种机械的动力源 发电机在电路中用字母 G 表示 它的主要作用是利用机械能转化为 电能 目前最常用的是 利用热能 水能等推动发电机转子来发电 2 异步电机和同步电机 这两个东西都是交流电机 利用了三相交流电的比较有意思的 一个特性 简单的说如果把三个线圈像搅拌器那样布置 三个线圈 相互不接触 分别加上 abc 三相电压 于是产生三相电流 接着 线圈所围的空间内出现了与所加电压同频的旋转磁场 所以人们把 线圈按照上述所说的办法 嵌进定子 于是转子所在的那个空间就 产生了旋转的磁场 精品文档 4欢迎下载 在上面的原理指引下 把转子做成个电磁铁 外部单独用个电源给 它电 那么这个电机就叫做同步机 之所以叫同步机是转子的磁性 是独立产生的 于是转子能达到那个虚拟磁铁的转速 转子磁性独 立产生是个大好事 使得同步机调整很容易 比如说调无功功率 这就是同步电机 后来人们发现转子不用电磁铁也行 把转子做成个装松鼠的笼 子 由于虚拟磁铁的磁力线会切割鼠笼的笼棍 于是由右手定则 就会产生电流 这个电流也是个三相的 于是与定子的产生磁场的 原理类似 转子也产生个围绕他旋转的虚拟磁铁 定转子的虚拟磁 铁在空间上转速一样 于是鼠笼子起到了与电磁铁类似的效果 不 过鼠笼的电流是由于其与定子虚拟磁铁相对运动产生的 鼠笼的虚 拟磁铁也就不是独立的了 鼠笼转速总是要比定子虚拟磁铁转速慢 点 达不到同步速 否则就无相对运动 电流就无从产生 鼠笼磁 场也就无从产生 这就是异步电机 二 电机在日常生活中的应用举例及分析二 电机在日常生活中的应用举例及分析 1 电风扇中的电机 众所周知 电风扇的工作原理是用电动机的转子带动风叶旋转 来堆动空气流通 其中电机的原理已经比较清晰了 我们高中时曾 学过电动机的原理 即通电线圈在磁场中收到磁场力的作用而转动 由于有换向器的存在 使得线圈转过半圈后由于惯性 和铜刷的接 法与刚才相反 使得电流反向 于是便能持续转动 这是我们熟知 精品文档 5欢迎下载 的 可有个问题比这个问题更有意义 那就是电风扇可以变速呢 有了前文对异步电机的描述 解决这个问题就显得容易些了 电风扇的电动机是异步电动机 它是通过串联电感 调速器就 是一个多抽头的电感 改变通过电动机的电流 电流变小时 产生 的磁场减弱 对转子导线的作用力也就小 转子就转的慢 还有一种是本身电机绕组就有几组抽头 用多位开关来控制电 源接到不同的抽头引出线上 来达到控制转速 它的原理是 由于 电源的频率是固定 而电机工作时电机的定子磁极对数越多则转速 越慢 所以通过改变电机工作时定子的磁极对数 就可以改变转子 的转速 2 洗衣机中的电机 电机分类有多种 其原理及作用有些许不同 如下做出几个方面的 分析 1 波轮式双桶洗衣机用电机 双桶洗衣机有洗涤桶和脱水桶 洗涤桶用单相电容运转电动机 作动力 通过皮带减速带动波轮旋转 且频繁正反转洗涤衣服 脱水 桶也用单相电容运转电动机作动力 只需单方向作高速旋转摔去衣 服中水份 洗涤定时器和脱水定时器常用机械式 电子式或电动式 三种 对电动式定时器 则采用单相永磁同步电动机或单相罩极异 步电动机作动力源 2 全自动波轮洗衣机用电机 全自动波轮洗衣机的洗涤桶与脱水桶套在一起 分为内桶和外 精品文档 6欢迎下载 桶 使用 1 台单相电容运转异步电机实现洗涤与脱水 2 个功能 即 通过控制离合器 分别带动波轮或脱水桶来完成 3 全自动滚筒轮洗衣机用电机 这类洗衣机由电动机带动滚筒旋转进行衣服洗涤和脱水 电动 机多采用变极双速单相异步电动机 也有采用单相串激电动机另外 为了缩短排水时间 一般采用离心式排水泵进行排水 在有烘干功 能的滚式洗衣机中 还装有鼓风机洗衣机电机是带负载正反转频繁 起动 所以要求起动转矩和最大转矩都更大 3 空调及冰箱中的电机 这首先需要了解压缩机的功能 其实压缩机是在制冷剂回路中 起压缩驱动制冷剂的作用 压缩机是空调及冰箱的心脏 它通过改变气体的容积来完成气体的压缩和输送过程 任何动 力设备都需要有个原动力来做功完成 压缩机也是一样 它需要一 个电动机 马达 来带动 它的基本原理是这样的 压缩机将冷冻剂压缩成高压饱和气体 氨或氟里昂 这种气态冷冻剂再经过冷凝器冷凝 通过节流装置节流之后 通入到蒸发器中 将所需要冷却的媒介冷 却换热 例如将蒸发器连接到楼里的各个房间 蒸发器内的蛇行管 将同空气进行换热 再通过鼓风将冷气吹向房间的空气当中 而蒸发器蛇行管内的冷冻剂换热后变成低压蒸气回到压缩机 再被 压缩机压缩 这样循环利用就完成了制冷系统 制热系统也大致是这个原理 只是方式相反 精品文档 7欢迎下载 对于目前国内较普遍使用的定频空调器 压缩机采用单相异步 电动机 3 匹及以上空调器则采用三相异步电动机 这类电动机在起 动时电流较大 效率较低 最大不足之处是转速不能调节 无法实 现快速制冷 或热 室内温度保持恒定是依赖频繁通断电动机来实现 电机的定子绕组直接处于制冷剂和润滑油的混合物中所以对电机的 要求很高例如起动转矩大 高效率 低噪声 耐振动和冲击 绝缘 材料有较好的化学稳定性 耐氟性能 等 4 柴油发电机中的电机 柴油发电机的工作原理 简言之 就是柴油机驱动发电机运转 在汽缸内 经过空气滤清器过滤后的洁净空气与喷油嘴喷射出的高 压雾化柴油 充分混合 在活塞上行的挤压下 体积缩小 温度迅速 升高 达到柴油的燃点 柴油被点燃 混合气体剧烈燃烧 体积迅 速膨胀 推动活塞下行 称为 做功 各汽缸按一定顺序依次 做 功 作用在活塞上的推力经过连杆变成了推动曲轴转动的力量 从 而带动曲轴旋转 将无刷同步交流发电机与柴油机曲轴同轴安装 就可以利用柴 油机的旋转带动发电机的转子 利用 电磁感应 原理 发电机就会 输出感应电动势 经闭合的负载回路就能产生电流 这里只描述发 电机组最基本的工作原理 结论结论 电动机从发明之日起 一个多世纪以来 对人类社会的发展产 精品文档 8欢迎下载 生了极大的推动作用 大大提高了社会生产力水平 至今仍在整个 社会机器大生产时代发挥着极为重要的作用 它的应用极其广泛 未来发展前景也是无人能料的 我们要认真学习专业课程 认真专 研 努力创新 成为杰出的电气研究人员 科技的发展总是带动社 会的变革 从而推动整个人类社会的发展 今天 我们仍然要大力 发展科学技术 使有益于社会向更好的方向发