定速電機(jī)，作為一種常見的電機(jī)類型，在眾多領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，從工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備到日常生活家電，其穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速輸出為各類機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)提供了動(dòng)力支持。深入了解定速電機(jī)的工作原理，有助于更好地運(yùn)用和維護(hù)這一設(shè)備。

　　基礎(chǔ)電磁原理

　　定速電機(jī)的工作基于電磁感應(yīng)定律。當(dāng)電機(jī)的定子繞組通入交流電時(shí)，會(huì)在定子鐵芯中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。以常見的三相交流定速電機(jī)為例，三相繞組在空間位置上彼此相差 120 度，通入三相交流電后，各相繞組產(chǎn)生的磁場相互疊加，形成一個(gè)按正弦規(guī)律分布且以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的合成磁場。這個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場如同一個(gè)無形的 “旋轉(zhuǎn)磁體”，在電機(jī)內(nèi)部空間中不斷轉(zhuǎn)動(dòng)。

　　轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制

　　電機(jī)的轉(zhuǎn)子位于旋轉(zhuǎn)磁場內(nèi)部，通常由硅鋼片疊壓而成，并在轉(zhuǎn)子鐵芯上分布有導(dǎo)條。當(dāng)旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條時(shí)，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，導(dǎo)條中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。由于導(dǎo)條兩端通過短路環(huán)連接形成閉合回路，在感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的作用下，導(dǎo)條中便有感應(yīng)電流通過。載流導(dǎo)條在旋轉(zhuǎn)磁場中會(huì)受到電磁力的作用，根據(jù)左手定則，可判斷出電磁力的方向。這些電磁力在轉(zhuǎn)子上形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子沿著旋轉(zhuǎn)磁場的方向開始轉(zhuǎn)動(dòng)。

　　轉(zhuǎn)速恒定的維持

　　定速電機(jī)之所以能保持相對(duì)穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速，主要與電機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)和負(fù)載特性相關(guān)。電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速由電源頻率和電機(jī)的對(duì)數(shù)決定，其計(jì)算公式為：n = 60f /p，其中 n 為同步轉(zhuǎn)速，f 為電源頻率，p 為電機(jī)對(duì)數(shù)。在電源頻率恒定的情況下，電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速保持不變。實(shí)際運(yùn)行中，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速會(huì)略低于同步轉(zhuǎn)速，這個(gè)轉(zhuǎn)速差被稱為轉(zhuǎn)差率。當(dāng)電機(jī)帶上負(fù)載后，負(fù)載轉(zhuǎn)矩會(huì)阻礙轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速稍有下降。但轉(zhuǎn)速下降會(huì)使旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條的速度加快，從而使轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流變大，電磁轉(zhuǎn)矩相應(yīng)加大，直到電磁轉(zhuǎn)矩與負(fù)載轉(zhuǎn)矩達(dá)到新的平衡，轉(zhuǎn)子便在一個(gè)略低于同步轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行。只要負(fù)載轉(zhuǎn)矩在電機(jī)的額定范圍內(nèi)波動(dòng)，電機(jī)就能通過這種自動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)制維持相對(duì)穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速輸出。

　　啟動(dòng)過程

　　在啟動(dòng)初期，定速電機(jī)的轉(zhuǎn)子處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子之間的相對(duì)轉(zhuǎn)速大，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條中感應(yīng)出的電動(dòng)勢(shì)和電流也大。但由于啟動(dòng)瞬間轉(zhuǎn)子的慣性較大，需要較大的電磁轉(zhuǎn)矩來克服慣性使轉(zhuǎn)子開始轉(zhuǎn)動(dòng)。為了解決定速電機(jī)啟動(dòng)電流大、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩小的問題，通常會(huì)采用一些啟動(dòng)方式，如直接啟動(dòng)、降壓啟動(dòng)、星 - 三角啟動(dòng)等。例如，星 - 三角啟動(dòng)是在啟動(dòng)時(shí)將電機(jī)定子繞組接成星形，降低啟動(dòng)電壓，減小啟動(dòng)電流；待電機(jī)轉(zhuǎn)速上升到一定程度后，再將定子繞組切換成三角形接法，使電機(jī)在額定電壓下正常運(yùn)行。