交流電機
異步電機:利用定子繞組產(chǎn)生的旋轉磁場與轉子繞組中感應電流之間的相互作用產(chǎn)生電磁轉矩。當定子繞組通入三相交流電時,會產(chǎn)生一個旋轉磁場,轉子導體在旋轉磁場的切割作用下,產(chǎn)生感應電動勢和感應電流,感應電流在磁場中受到電磁力的作用,從而使轉子旋轉。
同步電機:定子繞組同樣產(chǎn)生旋轉磁場,而轉子繞組通入直流電后,形成一個固定的磁極。在定子旋轉磁場的作用下,轉子磁極會被定子磁場 “牽引” 著以與定子磁場相同的轉速旋轉,即實現(xiàn)同步運行。
電機的應用
工業(yè)領域:用于驅動各種生產(chǎn)設備,如機床、風機、水泵、壓縮機等,是工業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的動力源。
交通運輸領域:在電動汽車、電動列車等中作為驅動電機,為車輛提供動力;在飛機、船舶等交通工具中,也用于各種輔助設備,如空調系統(tǒng)、液壓泵等的驅動。
日常生活領域:常見于家電產(chǎn)品,如冰箱、空調、洗衣機、風扇等,為這些設備的運行提供動力。
新能源領域:在風力發(fā)電、太陽能發(fā)電等新能源發(fā)電系統(tǒng)中,發(fā)電機將風能、太陽能等轉換為電能,實現(xiàn)能源的轉換和利用。
絕緣性能下降
加速絕緣老化:過高的溫度會使電機絕緣材料中的有機成分加速老化、變脆。例如,常用的絕緣漆在高溫下會逐漸失去柔韌性和粘性,導致絕緣層出現(xiàn)裂紋、剝落等現(xiàn)象,大大縮短絕緣材料的使用壽命。一般來說,電機絕緣溫度每超過允許溫度 8℃,其使用壽命就會縮短一半。
絕緣擊穿:當溫度持續(xù)過高時,絕緣材料的絕緣性能會大幅降低,無法承受正常的工作電壓,從而發(fā)生絕緣擊穿現(xiàn)象。這會導致電機繞組短路,使電機無法正常運行,甚至可能引發(fā)電氣火災等事故。
電機本身
繞組短路:電機繞組發(fā)生匝間短路、相間短路或對地短路時,短路處會產(chǎn)生很大的短路電流,使繞組發(fā)熱急劇增加。例如,長期運行導致繞組絕緣老化、破損,就容易引發(fā)短路故障,造成電機過熱。
繞組斷路:繞組斷路會使電機三相電流不平衡,未斷路相的電流增大,從而使電機發(fā)熱。而且斷路處還可能產(chǎn)生電弧,進一步增加局部溫度,損壞電機。
定轉子氣隙不均勻:定轉子之間的氣隙不均勻會導致磁場分布不均勻,使電機產(chǎn)生單邊磁拉力,增加電機的運行阻力,同時也會使電機的鐵耗和銅耗增加,引起電機過熱。
電機選型不當:如果選擇的電機功率過小,無法滿足實際負載的需求,電機就會長期處于過載狀態(tài)運行,必然會導致電機過熱。反之,若電機功率過大,與負載不匹配,會使電機運行效率降低,也可能出現(xiàn)過熱現(xiàn)象。