更新時間:2024-05-20 17:20:03作者:佚名
一、電和磁到底有沒有關(guān)系?——奧斯特:電流的磁效應(yīng)
二、電如何產(chǎn)生磁?——安培定律
三、磁如何產(chǎn)生電?——法拉第電磁感應(yīng)定律
四、什么是B-H曲線
五、什么是永磁同步電機(jī)
5.1 電機(jī)原理的通俗理解
5.2 電機(jī)的數(shù)學(xué)模型
5.2.1 磁鏈方程
5.2.2 電壓方程
5.2.3 力矩方程
5.3 DQ坐標(biāo)系下三大方程
六、什么是電壓極限圓和電流極限(橢)圓
七、旋轉(zhuǎn)磁場是如何產(chǎn)生的
工程問題本質(zhì)上是解決兩個“流”問題,一是“信息流”,二是“功率流”。 前面我們提到的自動控制和信號處理實際上屬于“信息流”的范疇,解決的是大腦和神經(jīng)的問題,而“功率流”解決的是肌肉的問題。 只有處理好這兩個“流”,才能做出一個成功的項目。 今天我們就來說說“動力流”的核心部件之一——電機(jī)。
電機(jī)(Electrical Machine)本質(zhì)上是一種能量轉(zhuǎn)換裝置(電能和機(jī)械能的交換),包括電動機(jī)和發(fā)電機(jī)。 電動機(jī)在工業(yè)中比較常見,所以狹義的電動機(jī)通常指的是電動機(jī)。
那么磁鐵和永磁電機(jī)有什么關(guān)系呢? ——永磁電機(jī)是由磁鐵制成的電機(jī),但磁鐵這個名字不夠花哨。 專業(yè)術(shù)語一般稱為“永磁體”。 人類很早就認(rèn)識了電和磁的現(xiàn)象,但直到19世紀(jì),對電和磁的研究還處于非?;A(chǔ)的階段,大多數(shù)物理學(xué)家認(rèn)為電和磁是兩種完全不同的現(xiàn)象。 第一次工業(yè)革命后期,電磁學(xué)逐漸融合并開始蓬勃發(fā)展,并催生了第二次工業(yè)革命——電力革命。 其中,貢獻(xiàn)最大的是以下幾個人:奧斯特、安培、法拉第和高斯等人,他們最重要的工作完成于1820年至1831年。最后,作弊的麥克斯韋總結(jié)并提出了完整的電磁理論。 電機(jī)的基礎(chǔ)理論和工程實現(xiàn)在這一時期基本形成。 因此,想要了解電機(jī),了解電磁基礎(chǔ)理論的發(fā)展過程是非常有必要的。
1. 電和磁有關(guān)系嗎? ——奧斯特:電流的磁效應(yīng)
19世紀(jì)之前,人們一直認(rèn)為電和磁勢是完全不同的現(xiàn)象,幾乎沒有聯(lián)系。 雖然有一些零星的物理現(xiàn)象表明,他們之間似乎存在著某種莫名的關(guān)系。 直到1820年7月,丹麥物理學(xué)家HCOersted(1777-1851)發(fā)表了一篇文章《電流在磁針上碰撞的實驗》,向科學(xué)界宣布了電流的磁效應(yīng)——電和磁。 其實就是一對CP。
奧斯特的論文源于一次非常偶然的實驗——在電池的兩極之間連接一根非常細(xì)的鉑絲,在鉑絲下方放置一根磁針,然后打開電源。 這是正常操作。 看似沒什么,但現(xiàn)象卻很令人驚訝——小磁針旋轉(zhuǎn),直到轉(zhuǎn)到鉑絲垂直方向,改變電流方向,發(fā)現(xiàn)小磁針向相反方向偏轉(zhuǎn)。
奧斯特的發(fā)現(xiàn)揭示了長期以來人們認(rèn)為具有不同性質(zhì)的電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象之間的聯(lián)系。 電磁學(xué)隨即進(jìn)入了一個新的發(fā)展時期。 法拉第后來評價這一發(fā)現(xiàn)說:“它一下子打開了一個科學(xué)世界。原來黑暗的領(lǐng)域之門現(xiàn)在充滿了光明?!睘榱思o(jì)念這位博學(xué)多才的科學(xué)家,人們給他起了個名字: 1934 年“奧斯特”之后的磁場強(qiáng)度單位。
奧斯特或許沒有想到,在1820年7月發(fā)表關(guān)于電流磁效應(yīng)的文章后的短短四個多月內(nèi),電磁學(xué)就發(fā)生了從現(xiàn)象總結(jié)到理論歸納的重大飛躍。 從而創(chuàng)立了電動力學(xué)理論。 推動這一發(fā)展的,是我們非常熟悉的一個人——安培。
2. 電是如何產(chǎn)生磁的? ——安培定律
正如我們前面提到的,能斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)。 實驗結(jié)果震驚了被譽為“電學(xué)牛頓”的大神安培。 安德烈-瑪麗·安培(André-Marie Ampère,1775 年 - 1836 年)出生于法國里昂。 他是我們所知的最早的物理學(xué)科學(xué)家之一,因為電流的單位是“安培”。
200年前的科學(xué)世界與現(xiàn)在相似。 也就是說,一篇熱門文章發(fā)表后,總會有一大群人涌進(jìn)來,發(fā)表誤導(dǎo)性文章。 安培讀完奧斯特關(guān)于電流磁效應(yīng)的文章后,立即開始了這一熱門領(lǐng)域的研究。 顯然安培不屬于這一類人,因為他不缺名氣和名譽。 推動他前進(jìn)的是對自然法則的好奇心。
安培進(jìn)行電流實驗發(fā)現(xiàn),在長直導(dǎo)線之外,在與導(dǎo)線距離相等的點處,“磁場”大小相同; 在不同距離的點處,“磁場”的大小與距離成反比; “磁場”與電流的大小和導(dǎo)線的粗細(xì)成反比。根數(shù)也成正比。我們不妨用字母
為了表示“磁場”的大小,很容易得到:
或者更隨意地,我們可以將沿半徑的半徑定義為
在圓上,其“磁場”的大小為:
當(dāng)然,安培不會就此滿足英語作文網(wǎng),因為這確實不是什么重大發(fā)現(xiàn)——如果不是圓又如何,如果是任意曲線呢? ——安培的偉大之處就在于他真正將“圓”延伸到了任何曲線。
安培定律的完整表達(dá)是:在電流恒定的磁場中,磁場強(qiáng)度
沿著任何閉合路徑
線積分(即環(huán)積分)等于其周圍電流強(qiáng)度的代數(shù)和。 用數(shù)學(xué)來寫,它看起來像:
這個公式隱含著一個結(jié)論,即磁場是由移動的電荷(即電流)產(chǎn)生的。 安培認(rèn)識到磁現(xiàn)象的本質(zhì)是電流,并將電流與磁鐵的各種相互作用歸因于電流之間的相互作用。 提出了尋找當(dāng)前元素相互作用規(guī)則的基本問題。 因此,在電磁學(xué)中,產(chǎn)生磁場的電流也稱為磁動勢或磁勢(Magnetomotive Force),縮寫為MMF。 請注意,這是一個非常重要的概念。 安培環(huán)路定理可以應(yīng)用于我們熟悉的許多磁場。 計算。
3. 磁力如何產(chǎn)生電力? ——法拉第電磁感應(yīng)定律
邁克爾·法拉第(1791-1867),英國物理學(xué)家。 法拉第可以說是實驗物理學(xué)家的代表。 他一生進(jìn)行了無數(shù)實驗,涵蓋了整個電磁領(lǐng)域。 最具代表性的是電磁感應(yīng)定律:磁通量的變化產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。
電磁感應(yīng)定律的定量描述是:線圈中感應(yīng)出的電動勢(Electromotive Force),簡稱EMF,與線圈每匝磁通量的變化率和匝數(shù)成正比。 公式寫為:
那么,問題是——什么是磁通量? 其基本定義是:
簡單來說,就是磁通密度乘以面積。 面積很好理解,但是磁通密度是多少呢? ——與電場強(qiáng)度
與單位點電荷所施加的電場力類似,磁通密度可以根據(jù)磁場中移動的電荷所受到的磁場力來定義。實驗發(fā)現(xiàn):一個電荷
高速
在均勻磁場中運動會受到電磁力
,這個力與磁場強(qiáng)度成正比,即:
該公式是洛倫茲公式的簡化版本。 換句話說,我們可以通過電荷的大小、運動的速度和受到的力來推斷周圍磁場的大小。 這個磁場的大小就是磁通密度,也稱為磁感應(yīng)強(qiáng)度。 單位是特斯拉。 請注意,磁通密度是電機(jī)中最重要的概念之一。
4.什么是BH曲線?
細(xì)心的童鞋會發(fā)現(xiàn)一些端倪:
都是磁場,為什么用兩個量來表示呢? 它們是一樣的嗎? ——首先可以明確的是,這兩種貨物的尺寸不一致,肯定不是同一種東西。
我們一般將磁場密度視為
和磁場強(qiáng)度
它們之間的比率稱為磁導(dǎo)率:
磁導(dǎo)率描述了電荷(輸出)感受到的磁場與電流(輸入)產(chǎn)生的磁場的比率,描述了前者對后者的響應(yīng)。 既然是響應(yīng),就會有幅度響應(yīng)和相位響應(yīng),所以本質(zhì)上,磁導(dǎo)率是一個復(fù)數(shù)。 但在電機(jī)中,它工作在低頻段,相位滯后很小,可以忽略不計。 一般只有Amplitude的關(guān)系。
為什么介質(zhì)中的磁場輸入和輸出不同? ——因為介質(zhì)有反應(yīng)。我們現(xiàn)在想象通過電流
, 放置磁場
當(dāng)添加到某種材料中時,材料中的帶電粒子會對磁場做出反應(yīng),從而產(chǎn)生一些附加的磁場。 該點的總磁場不再
。 由于外部磁場的影響而在材料中引起附加內(nèi)部磁場的過程稱為“磁化”。
資料來源:考克斯博士
簡而言之,
是外部激勵場,
是總響應(yīng)場。 在電機(jī)中,這兩個量非常重要,因為電機(jī)是考察電壓、電流和扭矩之間的關(guān)系,并且:
因此,了解
和
關(guān)系是學(xué)習(xí)電機(jī)非常必要的知識點。
現(xiàn)在假設(shè)我們使用正弦電流來磁化介質(zhì)。 當(dāng)前(代表
)變化如左下圖所示,得到介質(zhì)中的總磁場(
)是右下圖:
資料來源:考克斯博士
在,
表示剩磁通密度(Remanent Flux Density),簡稱剩磁;
代表矯頑力(Coercive Force),可見
和
它不是簡單的線性關(guān)系,而是呈現(xiàn)出磁滯回線,一般稱為磁滯曲線。
不同的材料代表不同的介質(zhì),其磁滯回線也不同,如下圖所示:
資料來源:Cox 博士 5. 什么是永磁同步電機(jī)?
1821年,法拉第建造了一種將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置,被認(rèn)為是世界上第一臺電動機(jī)。
法拉第裝置的構(gòu)成非常簡單:將水銀倒入一個圓形容器中,中間放置一塊永磁體,一端懸掛一根長導(dǎo)線,另一端浸入容器中的水銀中,最后連接外部直流電源。 原理也很簡單。 永磁體產(chǎn)生的磁場與導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場相互作用,產(chǎn)生使導(dǎo)線繞其軸線旋轉(zhuǎn)的力。 法拉第的天才在于利用水銀(一種室溫下具有良好導(dǎo)電性的液體)來解決電機(jī)連續(xù)旋轉(zhuǎn)所需的換向問題。
法拉第電機(jī)驗證了機(jī)電能量轉(zhuǎn)換可以連續(xù)進(jìn)行,為電機(jī)的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。 當(dāng)然,現(xiàn)代電機(jī)和法拉第電機(jī)模型之間存在重大差異,但原理完全相同:兩個磁場相互作用。
5.1 電機(jī)原理通俗理解
我們從小學(xué)就知道磁鐵分為N極和S極。 磁力線從N極開始,最后回到S極。 磁鐵的同極相互排斥,異極相互吸引。 磁鐵磁極之間相互作用的示意圖如下:
利用磁極之間的相互作用力,理論上我們可以移動一個磁極并讓另一個磁極跟隨。 如果第一個磁極旋轉(zhuǎn),另一個磁極也會旋轉(zhuǎn)。 但這不能稱為電機(jī),因為旋轉(zhuǎn)磁極需要機(jī)械能,這本質(zhì)上是機(jī)械能之間的轉(zhuǎn)換,而不是電能和機(jī)械能之間的轉(zhuǎn)換。 那我們該怎么辦呢?
安培定律告訴我們,磁場本質(zhì)上是由電流產(chǎn)生的。 我們想要的是磁場之間的相互作用,所以主要有電流。 一個自然的想法是:兩個磁場之一可以用作線圈嗎? 來生產(chǎn)它? ——當(dāng)然,永磁同步電機(jī)就是這么做的。 詳細(xì)見下圖:
我們一般在轉(zhuǎn)子上放置永磁體,定子是線圈。 當(dāng)線圈通電時,也會產(chǎn)生磁場。 根據(jù)我們的直觀感受,很容易得出以下結(jié)論:
可以做出如下猜想: 對于旋轉(zhuǎn)電機(jī),由于其扭矩是由兩個磁場相互作用產(chǎn)生的,因此:
這些都是定性分析。 對于工程師來說,我們需要的是定量計算,那么如何計算呢?
我們知道數(shù)學(xué)中的叉積運算
它描述的是什么呢? ——叉積的結(jié)果與兩個量的幅值成正比,與角度正相關(guān)。 這與磁場產(chǎn)生的扭矩有何相似之處? 我們可以使用叉積來計算兩個磁場之間的相互作用嗎? 扭矩呢?
磁場的本質(zhì)是由電流產(chǎn)生的。 產(chǎn)生磁場的電流也稱為磁動勢。 如果我們膽子大一點,是不是可以進(jìn)一步猜測:
在
代表線圈的磁動勢,
表示永磁體的磁動勢。
也就是說,電機(jī)扭矩和線圈磁動勢與永磁體磁動勢的叉積成正比。 這樣想是有道理的,稍后我們會證明這一點。
當(dāng)然,真正的電機(jī)不會直接吸引線圈和永磁體。 這效率太低了。 通常,線圈纏繞在磁軛上。 磁軛是軟磁體,起到導(dǎo)磁的作用,如下圖所示。 展示。
5.2 電機(jī)數(shù)學(xué)模型
電機(jī)是一種將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換裝置。 轉(zhuǎn)換路徑是電能。
電磁能
機(jī)械能,來分析這個過程,實際上就是解決三個方程的問題:
下面我們就按照這個思路來看看如何分析永磁同步電機(jī)。
正如我們之前所說,電機(jī)產(chǎn)生的扭矩是兩個磁場的相互作用。 當(dāng)兩個磁場連續(xù)旋轉(zhuǎn)時,會產(chǎn)生固定的旋轉(zhuǎn)扭矩。 要產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場,就必須有“旋轉(zhuǎn)”電流; 要產(chǎn)生“旋轉(zhuǎn)”電流,就必須有“旋轉(zhuǎn)”電壓; 同時,旋轉(zhuǎn)磁場還會產(chǎn)生“旋轉(zhuǎn)”的磁鏈,其示意圖如下:
電壓、電流和磁鏈都可以看作旋轉(zhuǎn)矢量,轉(zhuǎn)速完全相同,相位不同。 數(shù)學(xué)表達(dá)式如下:
在文章中,我們用帶箭頭的粗體符號表示旋轉(zhuǎn)向量,用僅帶箭頭的符號表示向量。 盡管電壓、電流和磁鏈以相同的速度旋轉(zhuǎn),但它們的相位仍然不同。 因此,我們有必要定義一個基準(zhǔn)來表達(dá)這一階段信息。 在電機(jī)中,為了體現(xiàn)風(fēng)格,我們一般不稱其為xy軸,而是稱永磁體所在的軸為d軸(Direct Axis),也稱直軸,垂直于永磁體稱為 q 軸。 (Quadrature Axis),也叫正交軸。 d軸和q軸間隔90°電角。 示意圖如下:
至于電角度是什么,我們稍后再說。
5.2.1 磁聯(lián)動方程
磁鏈代表磁場的信息。 對于永磁電機(jī),轉(zhuǎn)子一般是永磁體,因此只能計算定子線圈的磁鏈。 我們知道線圈磁鏈計算公式為:
是通過單個線圈的磁通量,
是線圈的總匝數(shù)。
電機(jī)中磁場的來源可分為兩部分,一部分由線圈產(chǎn)生,另一部分由永磁體產(chǎn)生。 現(xiàn)在:
在
是線圈本身產(chǎn)生的磁力鏈接,
由永磁體產(chǎn)生的磁力連接。 其矢量圖如下圖所示。
對于線圈來說,有一個特殊的量,代表線圈產(chǎn)生磁鏈的能力——電感,單位是亨利(H),
電感定義為:
即單位電流產(chǎn)生的磁力鏈接。 電感與電阻類似。 雖然是通過磁聯(lián)動和電流來定義和計算的,但其本質(zhì)是由磁路的物理結(jié)構(gòu)決定的,與電流無關(guān)(除非電流導(dǎo)致磁路飽和)。 ,相當(dāng)于改變了磁路的物理結(jié)構(gòu))。
因此,線圈產(chǎn)生的磁力鏈可以表示為:
線圈中永磁體產(chǎn)生的磁力為:
5.2.2 電壓方程
電機(jī)中的磁路主要研究磁鏈方程,而電路則主要研究電壓平衡方程。 忽略電機(jī)中的鐵損和漏磁,對于定子線圈,模型可以簡化如下圖所示:
很容易得出電路的外部電壓等于電阻損耗電壓和線圈感應(yīng)電壓之和。 數(shù)學(xué)形式為:
在:
假設(shè)磁路均勻,即電感恒定,令
,稱為同步電抗,則:
這里還假設(shè)磁路均勻,則定子線圈的總感應(yīng)電動勢為:
容易找到:
存在是因為線圈中的電流變化導(dǎo)致
由其引起的變換的大小可用電感來表征,故稱為感應(yīng)電勢或變壓器電勢;
存在是因為永磁體產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場導(dǎo)致線圈的有效面積
所引起的變化,稱為動電動勢或反電動勢。 線圈中的總感應(yīng)電勢是感應(yīng)電勢和動電勢之和。
電壓平衡方程的矢量形式為:
相量圖的形式為:
圖片中
是動電動勢(反電動勢)磁鐵相吸相斥原理,
是感應(yīng)電勢(電感電勢)。
注意:所有相量都在旋轉(zhuǎn)。
我們之前定義過:
將上式代入電壓平衡方程可得:
相應(yīng)的等效電路圖為:
5.2.3 力矩方程
扭矩是電機(jī)設(shè)計和控制中非常核心的量。 書上的方程要么是直接給出的,要么是從能量轉(zhuǎn)換的角度推導(dǎo)出來的。 它們要么太粗糙,要么太復(fù)雜,不容易理解。 今天,我們就從節(jié)能的角度來看一下,希望能夠減輕大家童鞋的負(fù)擔(dān)。
電機(jī)本質(zhì)上是一種能量轉(zhuǎn)換裝置。 對于電動機(jī)來說,它將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。 在復(fù)平面域中,計算出的冪稱為復(fù)冪,與實數(shù)域中的直接乘法略有不同。 復(fù)平面對應(yīng)于電壓相量和電流相量的內(nèi)積:
代入電壓平衡方程可得:
根據(jù)內(nèi)積的定義
,這樣就可以得到電機(jī)在能量轉(zhuǎn)換過程中的復(fù)功率:
等式左邊是流入電機(jī)的瞬時功率。 這更容易理解。 我們重點分析一下等式右邊兩項的含義。
第一項:
代表阻力
現(xiàn)在
該條件下產(chǎn)生的功率比較容易理解,可以視為熱損失。 由于電機(jī)中的繞組大多由銅線制成,因此一般也稱為銅損,最終會損耗。
第二部分:
,
復(fù)數(shù)的計算規(guī)則:
進(jìn)一步簡化可得:
我們知道,對于復(fù)功率,實部是有功功率,虛部是無功功率。 該術(shù)語的實部是有功功率,因此:
這個公式看起來有點嚇人,但是化簡后就變得簡單明了:
你看到上式右邊有什么規(guī)律了嗎? ——
所以最終的有功功率就很簡單了:
在公式
表示叉積后的方向(包括綜合符號)。 添加它是為了形式一致性,因為點積是標(biāo)量,叉積是向量。
知道了有功功率,我們就很容易計算出此時的扭矩了。 假設(shè)轉(zhuǎn)子速度為
,則轉(zhuǎn)子上的扭矩為:
在
對于極端對數(shù),這塊很多童鞋都一頭霧水,我們說
是電角度,
從力學(xué)的角度來看,兩者之間是什么關(guān)系? 什么時候使用電角? 什么時候使用機(jī)械角度?
當(dāng)我們之前舉的例子時,它通常是一對桿子。 這樣,沿著機(jī)械周期,電信號也變化一個周期。 此時的機(jī)械角與電角相同,即
; 當(dāng)極對數(shù)
當(dāng)它大于1時,電信號將沿著機(jī)器周期變化。
循環(huán)。 下圖顯示了3對極和6對極在每個機(jī)械周期(360°)內(nèi)電信號的變化。
可見的,
。
因為
所以時刻也可以寫為:
因為
,因此扭矩也可以寫為:
之前我們猜測:
這也可以在這里證明,因為
,
。
5.3 DQ坐標(biāo)系中的三大方程
我們所有的三個主要方程(磁力、電壓、扭矩)均以向量表示。 形式相當(dāng)簡單,但考慮到大多數(shù)人仍然習(xí)慣標(biāo)量表示磁鐵相吸相斥原理,向量運算在計算機(jī)中并不好用。 由于易于實現(xiàn),所以大多數(shù)教科書一般都以標(biāo)量形式給出電機(jī)的三大方程。
我們首先將電壓,電流和通量向量投影到DQ坐標(biāo)系:
帶入原始旋轉(zhuǎn)矢量方程:
代替我們得到的電壓平衡方程:
化簡可得:
相圖繪制如下:
標(biāo)量形式的力矩方程是:
進(jìn)一步轉(zhuǎn)變:
這是教科書中最常見的形式,它表明:永久磁鐵同步電動機(jī)的扭矩包含兩個部分,一個是
,這是永久磁鐵產(chǎn)生的扭矩,通常稱為激發(fā)扭矩或?qū)R扭矩(對齊扭矩); 另一部分
這是由于磁回路上的磁電阻不平(
),因此稱為不情愿扭矩。 如果磁路的不情愿和直軸相等,則扭矩的這一部分消失。
資料來源:Galea博士
將要
,
以當(dāng)前幅度和角度表示,輸出扭矩為:
上述公式是正確的
找到導(dǎo)數(shù)并將衍生物為零,也就是說,當(dāng)扭矩采用極端值時,您可以獲得相應(yīng)的值。
價值:
,在
在上述公式中,未知數(shù)量的位移是
也就是說,通過測量的電流值,我們可以計算
,從而獲得最大扭矩 - 這是每個安培的最大扭矩(每安培最大扭矩),或者簡稱為mTPA。
6.電壓極限圓和電流極限(橢圓)圓是什么?
我們訂購:
我們之前介紹了
坐標(biāo)下的電壓方程為:
現(xiàn)在,我們考慮穩(wěn)態(tài)狀況,首先忽略阻力
(通常相對較小),處于穩(wěn)定狀態(tài)
,
不再更改,因此可以簡化電壓平衡方程式以:
為簡單起見,假設(shè)
但:
資料來源:Galea博士
綠色是電壓極限圓,紅色是當(dāng)前的極限圓。電動機(jī)的電壓由逆變器提供,即有限,也就是說
,很明顯,可以得出以下結(jié)論:
當(dāng)電動機(jī)速度非常低時,電壓極限圓很大,并且電流極限是其主要限制,因此電流始終可以保持低速。
它是最大值狀態(tài),稱為恒定扭矩區(qū)域,如下圖所示。 當(dāng)速度繼續(xù)上升時,電壓和當(dāng)前極限圓都成為約束,而兩者的相交是工作點,如下圖所示。
組件開始出現(xiàn),它變成了弱磁狀態(tài),即,永久磁鐵生成的磁場為
生成的磁場被削弱,從而使較高的旋轉(zhuǎn)速度在相同的電壓下產(chǎn)生。
資料來源:Galea博士
上面討論的是
(即隱藏的桿)情況,
何時,電壓方程變?yōu)椋?/p>
電壓極限圓成為電壓極限橢圓,如下圖所示:
資料來源:Galea博士
當(dāng)電動機(jī)準(zhǔn)備就緒時,
,所以
,
它將對應(yīng)于扭矩值。 如下圖所示,我們將相同扭矩的使用連接到獲得家族的扭矩曲線,如下圖所示。
資料來源:Galea博士7.如何產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場
正如我們所說的那樣,有一個很大的前提:必須連續(xù)旋轉(zhuǎn)電動機(jī),并且必須有一個旋轉(zhuǎn)的磁場。 旋轉(zhuǎn)磁場從何而來?
說到這一點,我們必須提到一個人-Nikola Tesla,關(guān)于特斯拉的傳說:
有人說他預(yù)測了第一次世界大戰(zhàn)和第二次世界大戰(zhàn)。
有人說他預(yù)見了泰坦尼克號的沉沒。
有人說他創(chuàng)造了Tonggus Big Bang,是廣島核彈的1000倍。
有人說他可以使用電磁段穿越時空。
有人說,聯(lián)邦調(diào)查局將他的照片懸掛在秘密建筑的數(shù)量中。
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“世界中國周刊”
2003年,一位名叫Musk的技術(shù)瘋子成立了一家名為Tesla的酷電動汽車公司。 這是為了向他的偶像致敬:尼古拉斯·特斯拉(Nicholas Tesla)。 今天,我們將從一個小角度來看特斯拉的偉大-AC力量。
典型的永久磁鐵同步電動機(jī)的繞組如上圖所示。 3相繞組組以120°空間的空間角度排列。
那么繞組中的繞組中產(chǎn)生的磁動量是什么?
簡化:
如果您還沒有看到它,我們將使用圖像來演示先前的推理過程,我們可能會更像:
換句話說,磁性運動已成為旋轉(zhuǎn)向量!
如果將坐標(biāo)系放置在電動機(jī)中,則可能是這樣:
好的,現(xiàn)在已經(jīng)產(chǎn)生了旋轉(zhuǎn)的磁場,其表達(dá)是:
所以新問題來了。 大多數(shù)人都不擅長數(shù)學(xué),并且不會被計算。 我應(yīng)該怎么辦? 目前,偉大的神Ora在這里,使用我的公式 - 易于使用,最重要的是免費的:
合成磁動機(jī)是復(fù)數(shù)的,我們可以使用Euler公式來改變:
也就是說,合成磁力可以由兩個空間和相之間的諧波波組成,差異為90°。
組織思想:我們有一個三相繞組,空間和相位為120°。 合成是旋轉(zhuǎn)的磁力動機(jī)。 該公式簡單而美麗,但不容易計算。 我們使用Euler公式將其轉(zhuǎn)換,并發(fā)現(xiàn)具有空間和相位的90°方差的外觀可以完全等效。 這是克拉克的轉(zhuǎn)變。
好吧,現(xiàn)在我們有了一個旋轉(zhuǎn)的磁場,我們知道如何等待效果,但是仍然感覺太復(fù)雜了。 我們可以有點懶嗎? - 如果我們站在坐標(biāo)系中,則該坐標(biāo)系也正在旋轉(zhuǎn),并且旋轉(zhuǎn)速度與合成磁力動機(jī)相同。 目前觀察磁動量看起來會是什么樣? - 常數(shù),這是公園的轉(zhuǎn)變。
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結(jié)尾
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