「同步」是啥?
定子電流產生的旋轉磁場綁在(把磁場想像成一個實物)轉子這塊磁鐵或電磁鐵,一起「嗨」起來,兩者速度相同。
「異步」是啥?
定子電流產生的旋轉磁場自帶幾把刷子,旋轉的時候對著轉子一頓狂刷,利用「摩擦摩擦」將轉子帶起來,兩者速度不同,產生差異(轉差率)。
旋轉的磁場是咋回事涅?
很簡單,通入三相交流電就會產生旋轉的磁場!!!
(教科書都這麼寫!!)
別急,且叫小神來口煙,接著碼
上過初中的學渣都知道
恆定的電流產生恆定的磁場
變化的電流產生變化的磁場
So.
我們把正弦交流電通入其中的A相繞組,定子會產生這樣的磁場
看到了吧,這個搖擺不定的紅色箭頭代表磁場矢量,它在水平軸上不斷的「搖啊搖」
接著,我們把同樣的交流電單獨通入B相繞組,會產生這樣的
同樣形成一個磁場矢量,在另一個直線軸上來回擺動
類似,灌入C相,就醬
三相交流電會分別形成三個搖擺的磁場「小箭頭(矢量)」
然後我們在用「乾坤大挪移神功(矢量合成)」
矢量是啥?矢量合成又是啥?
好吧,小神解釋一下「乾坤大挪移」這個「神功」
矢量就是向量
在數學中叫向量,在物理學中叫矢量
數學上表示是一個有長度也有方向的小箭頭
物理上解釋就很明白了,假如你想從宿舍到食堂去吃飯,你朝食堂方向的直線距離(位移)就是一個矢量:宿舍→食堂
然而,酒足飯飽後,你又想去圖書館看看書
那麼,食堂到圖書館方向的直線路程(位移)則是另一個矢量:食堂→圖書館
然後.
小神要開始「運功」了,「矢量合成大法!」
合成以後,變成你從宿舍出發直接去圖書館了,合成矢量:宿舍→圖書館
So,電機的A、B、C三相如果同時通入一樣的交流電
就會同時產生三個方向「搖擺不定」的磁場矢量
接下來.
先別著急發功
我們把通電的順序微調一下
A相先通電,等A相交流電電壓波形「擺」了三分之一周期再給B相通電,等B相電壓又「擺」了三分之一周期給C相通電
這就是傳說中三相交流電相位相差了120°
發功吧!
乾坤大挪移!
就變成了這樣子
這個長長的粉色箭頭就是最終合成磁場的矢量
在電機裡面,三相交流電的方向以及合成的磁場矢量就是這樣子
So,電機定子的三相交流電就這樣產生了旋轉的定子磁場
我們就把它想像成是一個「大磁鐵」在旋轉吧
如果轉子也是一個磁鐵(永磁同步電機),或者通入恆定直流電形成的電磁鐵(普通同步電機)
那麼還是根據「同性相斥,異性相吸」(說爛了)
將定子「大磁鐵」極性始終以一定角度(電角度)對著轉子「磁鐵」的極性,使之「吸引/排斥」力最大
轉子會跟隨磁場「同步」旋轉
轉子的速度=定子磁場的速度
這就是同步電機!
如果轉子是一個帶有鋁/銅條(導條)的老鼠籠子(異步鼠籠電機)
鼠籠內部是矽鋼鑄成的鐵芯
轉子的導條切割這個旋轉的「大磁場」感應出了轉子電流
轉子電流在這個旋轉的磁場又形成了安培力(左手定則)
這個安培力又讓這個轉子動了起來
有「切割」,就會有相對速度
轉子的速度≠定子磁場的旋轉速度
這就是異步電機!
異步 or 同步,邁開步就是好步!