現代社會中,電能是使用最廣泛的一種能源,在電能的生產、輸送和使用等方面,電機起著重要的作用。電機是依據電磁感應定律實現電能的轉換或傳遞的一種電磁裝置。
發電機是將機械能轉換為電能,主要用於生產電能的發電廠;在火電廠、水電廠、核電廠中,水輪機、汽輪機帶動發電機,把燃料的熱能、水流的機械能、原子核裂變的原子能轉換為電能。
為了把發電廠發出的電力輸送到用戶,需要將發電機輸出的20kV左右的電壓升高。在我國,一般升高到220kV或500kV。為了輸送一定大小的功率、採用高電壓。電力高電壓輸出時,需要升壓變壓器,而客戶使用的電力電壓,高壓電源一般為6kV或10kV,而我國的低壓電源為380V,家庭用電源電壓為220V,這樣就又要通過降壓器進行電壓調整。
電機的多變性及其特點
電機拖動系統是用電動機來拖動機械運行的系統。包括:電動機、傳動機構、生產機械、控制設備和電源五個部分。也就是將電源作用於電動機和控制設備,通過傳動機構帶動負載。
1直流電機的特點
直流發電機的電勢波形較好,對電磁幹擾的影響小。直流電動機的調速範圍寬廣,調速特性平滑。直流電動機過載能力較強,啟動和制動轉矩較大。易於控制,可靠性較高。但是,由於存在換向器,其製造複雜,價格較高。
在直流電機的電刷兩端加上直流電壓,輸入電能,從電機軸上輸出機械能,拖動生產機械,電機將電能轉換成機械能而成為電動機。如用原動機拖動直流電機的電樞,則電刷端可以引出直流電動勢作為直流電源,可輸出電能,電機將機械能轉換成電能而成為發電機。同一臺電機既能作電動機又能作發電機運行的這種原理,在電機理論中稱為可逆原理。
一般同步電機作為發電機使用,現在國內外工農業生產中所用的交流電能,幾乎全都是同步發電機發出的。某些大型而又不要求調速的生產機械,例如空氣壓縮機等多採用同步電動機來拖動,它的突出優點是能夠調節電動機的勵磁電流來改善電網的功率因數。
2異步電機特點
異步電機主要用作電動機,拖動各種生產機械,應用在各行各業,成為在電力系統中的主要負載。異步電機作為發電機使用較少,一般只在特殊場合下才用它作為發電機運行。
3改善電動機起動性能方法
●鼠籠使用電阻率較高的材料;該方法降低了電動機的運行效率。
●改變鼠籠轉子槽型,利用集膚效應,加大起動時的轉子電阻,增大堵轉轉矩,減小堵轉電流;但該方法降低了電機的功率因素。
●繞線式轉發子電機,採用轉子串頻敏變阻器啟動。頻敏變阻器的特點是,其阻值隨轉子的轉速上升而自動減小,使電動機能夠平穩的啟動起來。
4電動機的選型原則
由機械特性、調速情況與起動性能、維護以及價格、工作方式(連續、短時、斷續周期工作制)決定。
●當生產機械對電動機的起動、制動、調速性能要求不高時,應儘量採用交流電動機。
●對於負載平穩,且無特殊要求的長期工作制機械,應選用鼠籠型電動機。
●若要求電動機具有較好的起動性能,應採用雙鼠籠或深槽式等高起動轉矩的異步電動機。
●對於具備有級調速的生產機械,應採用鼠籠型多速異步電動機。
●對於電梯、橋式起重機類機械,應採用繞線式異步電動機。
●對於功率較大,又不需要調速的生產機械,且長期工作,應採用同步電動機。
●當起動、制動、調速等性能採用交流電動機無法滿足時,則採用直流電動機或晶閘管—直流電動機系統。
隨著交流調速系統的不斷發展,交流調速性能一定會趕上直流調速系統,因此,交流電動機的市場前景非常好。
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