直流电机:基于通电导体在磁场中受到电磁力的作用而产生运动。直流电机的定子产生磁场,转子上的绕组通入直流电流后,在磁场作用下产生电磁转矩,使转子旋转。同时,通过换向器和电刷的作用,保证转子绕组中的电流方向始终与磁场方向保持合适的关系,从而使转子持续旋转。
交流电机
异步电机:利用定子绕组产生的旋转磁场与转子绕组中感应电流之间的相互作用产生电磁转矩。当定子绕组通入三相交流电时,会产生一个旋转磁场,转子导体在旋转磁场的切割作用下,产生感应电动势和感应电流,感应电流在磁场中受到电磁力的作用,从而使转子旋转。
同步电机:定子绕组同样产生旋转磁场,而转子绕组通入直流电后,形成一个固定的磁极。在定子旋转磁场的作用下,转子磁极会被定子磁场 “牵引” 着以与定子磁场相同的转速旋转,即实现同步运行。
电磁性能改变
绕组电阻增大:根据电阻的温度特性,金属材料的电阻会随温度升高而增大。电机绕组在过热时,其电阻值会明显增加,这会导致电机的铜耗(即绕组中由于电流通过电阻而产生的损耗)增大,使电机的效率降低。
磁性能下降:电机中的铁心材料在高温下磁导率会发生变化,导致磁场分布不均匀,电机的电磁性能下降。例如,永磁电机中的永磁体在高温下可能会出现退磁现象,使电机的输出转矩减小,影响电机的运行性能。
性能参数变化:由于绕组电阻增大和磁性能下降等因素的综合影响,电机的性能参数如转速、转矩、功率因数等都会发生变化,无法保持在设计的额定状态下运行,可能无法满足负载的要求,甚至出现运行不稳定的情况。
负载方面
过载运行:电机所承受的负载超过了其额定负载能力,长时间处于这种状态下,电机需要输出更大的功率来驱动负载,从而导致电流增大,根据焦耳定律Q=I 2 Rt,电流增大将使电机绕组产生过多的热量,引起电机过热。例如,在工业生产中,若电机驱动的设备出现卡滞或堵塞,就会使电机负载突然增大,导致过热。
负载机械故障:与电机连接的负载机械部分出现故障,如轴承损坏、齿轮磨损、传动带过紧等,会增加电机的负载转矩,使电机运行时需要消耗更多的能量,进而产生过多热量。比如,当负载设备的轴承损坏后,转动阻力增大,电机需要克服更大的阻力来带动负载,容易造成电机过热。