目錄
1. 磁場的基本知識
2. 角速度，線速度，工程轉速
3.力和力矩?
4. 慣量，轉動慣量?
5. 電機的四種狀態?
5.1 空載
5.2 帶載
5.3 滿載?
5.4 堵轉
6. 功和功率
1. 磁場的基本知識
無頭無尾，轉了一圈，就叫有旋
?勵磁電流是電機（尤其是交流異步電機、同步電機和直流電機）中用于建立工作磁場的電流。它是電機運行所必需的基礎電流，沒有它，電機就無法產生電磁轉矩來驅動轉子旋轉
電機的工作原理基于電磁感應和電磁力（安培力）。無論是產生轉矩（驅動轉子）還是感應電壓（發電機），都需要一個磁場作為媒介。
勵磁電流的職責：
向電機的勵磁繞組（或定子繞組的一部分）通入電流，在電機內部產生這個工作磁場
勵磁電流是電機中專門用于建立工作磁場的電流分量。它不直接產生機械功（主要消耗無功功率），但卻是電機產生轉矩或感應電壓的物理基礎。在交流異步電機中，它構成空載電流的主體，且基本不隨負載變化；在同步電機和直流電機中，它可通過外部系統獨立控制以調節電機性能。
想象一輛燃油車：
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勵磁電流?? 相當于維持發動機怠速運轉所需的燃油（即使不行駛也要消耗）。
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負載電流?? 踩油門加速時額外增加的燃油（用于克服阻力、提速做功）。
沒有“怠速”（磁場），發動機（電機）就無法在需要時立即輸出動力（轉矩）。
2. 角速度，線速度，工程轉速
角度的兩種定義方法：角度制和弧度制
3.力和力矩?
?l = r × sin(),l也叫力臂，與力的方向垂直
氣隙合成磁場與轉子磁場之間的夾角，這個角叫功角，若這個角為90度，則轉矩最大
什么是氣隙合成磁場？
在同步電機（以發電機為例）中，存在兩個主要磁場：
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轉子磁場（勵磁磁場）：
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由轉子繞組通入直流勵磁電流產生，隨轉子同步旋轉。
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其強度由勵磁電流大小決定，在氣隙中形成主磁場。
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定子磁場（電樞反應磁場）：
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由定子三相繞組中的負載電流產生，是一個與轉子同速旋轉的旋轉磁場。
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氣隙合成磁場：
是轉子磁場與定子磁場在氣隙空間（定轉子之間的空氣間隙）中矢量疊加后形成的總磁場。
4. 慣量，轉動慣量?
????????就像軸流風機，質量大，半徑大，則轉動慣量大，啟動速度就會較慢?
5. 功和功率
T是轉矩
電機的功率平衡方程 PM = PE
電機銘牌上標注的功率是軸功率PA（PM）
6. 電機的四種狀態?
6.1 空載
?對應空載情況，兩個磁體的磁場幾乎沒有夾角，轉矩很小
?
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定義：?電機通電旋轉，但其輸出軸上沒有連接任何外部負載（機械負載為零）。電機只需要克服自身的內部損耗（如軸承摩擦、風阻、鐵損、銅損等）來維持旋轉。
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特點：
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電流：?輸入電流最小，稱為空載電流。對于感應電機，空載電流主要是建立磁場的勵磁電流，其大小與電機設計和電壓有關。
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轉速：?轉速最高，接近或等于電機的同步轉速（對于交流異步電機）或理論空載轉速（對于直流電機）。
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功率因數：?對于交流異步電機，功率因數通常較低，因為勵磁電流主要是無功的。
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輸出功率：?理論輸出功率為零（沒有對外做功）。
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效率：?效率為零（因為沒有輸出功率）。
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溫升：?最低（僅由內部損耗引起）。
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用途：?測量空載電流和轉速是電機出廠測試和現場故障診斷的重要項目。空載電流異常增大可能表明機械摩擦增大（如軸承損壞）、氣隙不均勻或定子繞組問題（如匝間短路）。
6.2 帶載
對應帶載情況，兩個磁體的磁場有一定的夾角
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定義：?電機通電旋轉，且其輸出軸上連接了外部負載，該負載小于電機的額定負載。這是電機最常見的實際工作狀態。
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特點：
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電流：?輸入電流大于空載電流，小于滿載（額定）電流。電流大小隨負載增加而增加。
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轉速：?轉速低于空載轉速。對于交流異步電機，轉速隨著負載增加而下降（轉差率增大）。對于直流電機，轉速也會隨負載增加而下降。
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輸出功率：?大于零，小于額定功率。輸出功率 = 負載轉矩 * 轉速。
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效率：?大于零，但通常低于滿載時的最高效率（電機通常在接近滿載時效率最高）。
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溫升：?高于空載溫升，低于滿載溫升（在正常散熱條件下）。
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用途：?絕大多數應用場景下電機都運行在帶載狀態，負載大小根據實際需求變化。
6.3 滿載?
對應滿載情況，兩個磁體的磁場的夾角成90度，力矩最大
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定義：?電機在額定條件（額定電壓、額定頻率）下運行，輸出其額定功率（或承受其額定轉矩）。這是電機設計和標定的基準工作點。
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當說電機在滿載狀態下“承受其額定轉矩”時，其精確含義是：電機在額定電壓、額定頻率下，能夠持續穩定地輸出其設計允許的最大持續工作扭矩（額定轉矩），用以平衡并克服負載施加在電機軸上的反扭矩，從而驅動負載在額定轉速下運行，輸出額定功率，同時自身溫升在安全限值內，輸入電流為額定電流。
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轉矩的本質：
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轉矩是旋轉力，是電機驅動負載旋轉的能力。單位通常是牛頓·米或磅·英尺。
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想象一下你用扳手擰螺絲：你施加在手柄上的力乘以手柄的長度，就是你在螺絲上產生的扭矩。電機軸輸出的轉矩也是類似的原理。
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特點：
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電流：?輸入電流等于額定電流。
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轉速：?等于額定轉速（銘牌上標注的轉速）。對于異步電機，此時的轉差率稱為額定轉差率。
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輸出功率：?等于額定功率。
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轉矩：?等于額定轉矩。
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效率：?通常在滿載點附近達到設計最大值（高效電機）。
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溫升：?在允許的最大溫升范圍內（由電機絕緣等級決定）。電機設計保證在此負載下長期運行不會過熱損壞。
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重要性：?這是電機安全、可靠、高效運行的基準點。選型時應確保電機額定值滿足應用的最大需求（并考慮適當余量）。電機在此狀態下應能持續運行而不超過溫升限值。
?6.4 堵轉
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定義：?電機通電，但其轉子被強制鎖定無法轉動（轉速 = 0）。這是一種故障或極端啟動狀態。
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特點：
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電流：?輸入電流達到最大值，稱為堵轉電流或起動電流。堵轉電流通常是額定電流的?5-8倍（甚至更高，取決于電機類型和設計）。
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轉速：?0。
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轉矩：?此時電機產生的轉矩稱為堵轉轉矩或起動轉矩。這是電機能產生的最大轉矩（在額定電壓下）。
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功率因數：?對于交流異步電機，堵轉時功率因數較高（因為轉子電流大，有功分量占比大）。
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輸出功率：?為零（轉速為0）。
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效率：?為零。
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溫升：?急劇、迅速升高。巨大的電流（主要是銅耗）集中在定子和轉子繞組中產生大量熱量，短時間內（幾秒到幾十秒）就可能燒毀繞組絕緣。
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正常情況下的堵轉：
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啟動瞬間：?電機啟動時，轉速從0開始上升，在達到一定轉速前都處于類似堵轉的狀態（電流大）。設計良好的電機應能承受短暫的啟動電流沖擊。
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過載或機械卡死：?這是最常見的故障性堵轉原因。
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