交流電機型別

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簡介

電動機被定義為一種將電流轉換為機械能的電機。電動機在日常生活中極其重要。電動機的效率很高，主要取決於電機的大小和執行狀況。與其他電器不同，電動機無需使用燃料和機油進行維護。電動機主要分為兩種型別：交流電機和直流電機。與直流電機相比，交流電機通常成本較高，這就是其在日常生活中使用較少的主要原因。交流電機之所以主要被考慮，是因為它執行安靜且工作結構具有極大的可行性。

什麼是交流電機？

交流電機指的是一種電流轉換電機，它由帶有線圈的定子組成。它利用轉換後的電流將電能轉換為機械能 (Wang, Reitz & Yaz, 2018)。交流電機可以是三相的或單相的，其中三相電機主要用於大量電力轉換。單相交流電機用於少量電力轉換。

圖1：交流感應電機的元件

交流電機因其效率高、可行性強和執行安靜而被證明是各種用途的動力來源。交流電機的結構通常很簡單，帶有磁力驅動的銅繞組定子，並在其上設定旋轉磁場 (Lee, 2021)。交流感應電機滿足IE4和IE3以及國際電機效率標準的要求。

交流電機的分類

交流電機主要分為四種類型：同步電機、感應電機、單相電機和三相電機。

圖2：交流電機型別

感應電機：感應電機是一種交流電動機。轉子中的電能需要產生扭矩，這是透過電磁感應實現的 (Oliveira & Ukil, 2019)。它來自定子繞組的旋轉磁場。

同步電機：它表示交流電機的軸旋轉穩定狀態與施加電流的頻率同步。它不依賴於感應電力來繼續執行 (Stępniewski, 2018)。定子上有多相交流電磁體，產生旋轉磁場。

單相電機：單相感應電機是一種將電能轉換為機械能以執行某些物理任務的交流電機。

圖3：單相電機

單相感應電機只需要單相電流即可進行正常執行。它用於工業和家用電器中的低功率應用。

圖4：三相感應電機

三相電機：它是一種透過電磁相互作用將電能轉換為機械能的電動機。它也被稱為自啟動感應電機。它不需要任何額外的啟動裝置。

交流電機的執行原理

在正半週期期間，轉子在兩個電磁定子極之間自由旋轉，它們之間存在很小的氣隙。電磁體直接連線到交流電源。電磁體在提供交流電源和產生磁極方面起著重要作用。

情況1：假設A極獲得北極極性，B極獲得南極極性。根據磁力定律，異極相互吸引。A極吸引轉子的南極。轉子被固定在一個特定的位置，如圖所示。

圖5：交流發電機在負半週期期間的工作原理

情況2：在負半週期期間，交流電源的極性反轉。因此，A極獲得南極極性，B極獲得北極極性。在這種情況下，同極相互排斥。磁體的排斥力試圖將轉子從該位置移開。隨著轉子的移動，磁體的吸引力出現。轉子被固定在一個新的位置，如圖所示。

交流電機的應用

• 交流電機適用於不需要恆定速度和恆定運動的專案。

• 它們不適用於需要非常低速度的應用。

• 交流電機是需要高扭矩和高效能應用的極佳選擇。

• 這些電機用於時鐘、電動工具、風扇、磁碟驅動器、壓縮機、泵、洗衣機和各種工業領域。

結論

交流電機有兩個重要的部分：轉子（旋轉部分）和定子（靜止部分）。交流電機的定子是靜止的，其主要功能是傳遞旋轉磁場以與轉子連線。交流電機的轉子元件是透過壓入鋼軸上製成的，該鋼軸延伸到電機外殼之外，以便與外部旋轉動力系統進行互動。透過改變電機的滑差和交流訊號的頻率來控制交流電機的速度。交流電機具有良好的功率重量比，價格低廉，維護成本低。

常見問題

Q1. 交流電機相對於直流電機的優勢是什麼？

A1. 交流電機產生高扭矩，被稱為無刷電機。可以使用控制器改變交流電機的功率和速度。交流電機不會產生火花，因為它不需要電刷和換向器。

Q2. 電機的原理是什麼？

A2. 電機的執行原理是：當一個矩形線圈放置在磁場中並通電時，線圈上會產生一個力，使線圈持續旋轉。

Q3. 軸和軸承的用途是什麼？

A3. 軸承用於在交流電機中將軸固定在特定位置。軸承有助於減少與機殼對齊的軸的摩擦，使電機執行更有效。

Q4. 單相電機和三相電機的主要區別是什麼？

A4. 單相感應電機只需要單相電源即可執行。另一方面，三相電機不需要任何額外的啟動裝置。