第七节 感应电动机

感应电动机

　　感应电动机（或称异步电动机），它是在定子绕组中通以三相电产生旋转磁场，由于旋转磁场的作用，转子内的线圈产生感应电动势和感生电流，所以转子导体受电磁力矩作用而转动，这就是“感应电动机”名称的由来．

　　由于三相异步电动机转子的转速总是小于旋转磁场的转速，所以称为“异步电动机”．

　　三相异步电动机的技术数据和主要参数标在一块铭牌上，铭牌就是一张简易说明书，如图是某电动机的铭牌．

铭牌上主要项目的意义是：

 ：J（交流异步）O（封闭式）2表示第二次改型设计；3（机座号），1表示1号定子的铁心长；2表示旋转磁场的磁极数，称为2极电机．二极电机的同步转速为3000转／分．额定电压、额定电流是指电动机额定运行时定子绕组中线电压额定值及线电流额定值，其额定值与定子绕组的联接方式有关，铭牌中的220／380伏，10.7／6.16安； 是上下对应的，当定子绕组为Y型接法时、线电压为380伏，线电流为6.15安．

　　还有一种单相感应电动机，它的定子绕组只有一组，通入单相交流电，再加上一个特殊结构，解决起动问题，就可以使得转子线圈中产生感生电流，通过磁场对电流的作用而使电动机正常转动．这个特殊结构可以是增加一个起动绕组，且串联上一个容量适当的电容器，通过电容器的相移作用，把单相“裂”为两相，这种电机称为电容式单相电动机．还有一种叫罩极式单相电动机，它是把定子绕组绕在磁极上，磁极分为大小不等的两部分，小的部分被铜环短路，称为被罩部分，其余为未罩部分，单相交流电通入后，也能产生旋转磁场，使转子线圈发生感应而转动．

交流发电机

　　发电机一般都是根据电磁感应原理制成．能产生并输出交流电的机器，叫交流发电机．闭合的矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，就能产生正弦交流电．

　　交流发电机的主要组成部分是：转子、定子、滑环、电刷．

　　如图是最简单交流发电机的示意图．

　　这种发电机能产生和输出交流电，它的大小和方向是根据 的规律是变化的，关于它的电流方向的变化如图所示，图（1）中，F环为正极，E环为负极，电流的方向沿电阻向上，图（2）中，线圈的ab、cd均不切割磁力线，瞬间电流为零．图（3）中E环为正极，F环为负极，电流沿电阻向下．

　　上述的发电机称为旋转电枢式交流发电机，它的磁铁是固定的，而电枢（线圈）转动，或者说它的定子是磁铁，转子是线圈．另一类交流发电机称为旋转磁场式交流发电机，它的线圈固定在周围，而磁铁在中间旋转，即定子是线圈，而转子是磁铁．小型旋转磁场式交流发电机的转子用永磁铁，这样可以省去滑环和电刷，例如自行车照明灯用的小型发电机就是．大型的旋转磁场式交流发电机，磁铁都用电磁铁，即它的转子上也绕有线圈，直流电源通过电刷、滑环向它供电励磁，电磁铁旋转，定子线圈中产生交流电输出．

　　发电机是把机械能转化为电能的装置，需要有其他动力机械带动它的转子旋转．所谓“火力发电”，“水力发电”，“风力发电”、“原子能发电”等，是按动力机械使用的能源不同而区分的．

直流发电机

　　直流发电机输出的是直流电．即方向不变化的电流．

　　直流发电机和旋转电枢式交流发电机的主体构造是相同的，都是由转子和定子组成的．它们的不同点是：直流发电机中以换向器（即两个半金属环）代替了交流发电机中的滑环，从而就能输出方向不变化的直流电．

　　如图是最简单的直流发电机示意图．

　　关于换向器的作用可参看下图中的示意图，在图（1）中，白半环为正极，黑半环为负极，电流沿电阻向下流过，在图（3）中，黑半环为正极，白半环为负极，电流仍沿电阻向下流过，所以，对外电路而言，电流方向不变．

电流互感器

　　把大电流的交流电变成小电流的互感器，它实质是升压变压器．如图所示是使用电流互感器测交流电流的示意图，互感器的ab两端串接在待测电路中，强大的交流电流流过互感器的原线圈，cd两端接在交流电流表的两接线柱上．由于副圈的匝数 远大于原线圈的匝数 ，因此副线圈中的电流 远小于原线圈中的电流 ．电流比 在互感器的铭牌上注明，只要把电表的读数乘以电流比，即得到待测的电流．钳形表实质上也是电流互感器．

电压互感器

　　电压互感器是一种把高电压变成低电压的互感器．它的原线圈并联在高压电路中，到线圈上接有交流电压表．依据铭牌上已注明的变压比（ ），和电压表的读数（ ），换算出高压电路的电压（ ）值，就此完成了电压的测量．如图所示是利用电压互感器测量高电压的示意图，互感器的ab两端并联在待测电路的两端，cd两端接到交流伏特表的两接线柱上，由于互感器的降压作用，可以使用低量程的伏特表测量高电压．