什麼是感應電動機
以定子的三相繞組產生旋轉磁場,靠轉子導體中感應出的電流與磁場之間的力而旋轉的交流電動機。轉子以比旋轉磁場的速度(同步轉速)稍慢的速度旋轉,這個落後的比例稱為轉差率。構造簡單又堅固,廣泛用於泵、風扇、工具機、鐵路車輛等。以逆變器改變頻率,就能在大範圍內調整轉速。
閱讀入門解說: 逆變器(變頻器)是什麼?變頻冷氣與電動車的原理
日文名稱: 誘導電動機
「感應電動機」出現在1領域的5道練習題中(電力電子電路等)。
這個名詞所屬的領域: 電力電子電路
以定子的三相繞組產生旋轉磁場,靠轉子導體中感應出的電流與磁場之間的力而旋轉的交流電動機。轉子以比旋轉磁場的速度(同步轉速)稍慢的速度旋轉,這個落後的比例稱為轉差率。構造簡單又堅固,廣泛用於泵、風扇、工具機、鐵路車輛等。以逆變器改變頻率,就能在大範圍內調整轉速。
閱讀入門解說: 逆變器(變頻器)是什麼?變頻冷氣與電動車的原理
日文名稱: 誘導電動機
「感應電動機」出現在1領域的5道練習題中(電力電子電路等)。
這個名詞所屬的領域: 電力電子電路
同步轉速為 n_s = 120f/p [min⁻¹](f:頻率,p:極數),4極的電動機在50 Hz時為1500 min⁻¹,60 Hz時為1800 min⁻¹。轉差率為 s = (n_s − n)/n_s,同步轉速1500 min⁻¹而以1440 min⁻¹旋轉時,s = 0.04。轉子電流的頻率為 s × f,在這個例子中只有2 Hz。
在同步轉速下,轉子導體不切割磁場,因此既不產生電流也不產生轉矩。負載增加時轉速下降、轉差率增加,轉子電流增加使轉矩變大,並在與負載平衡的轉速下旋轉。在額定附近轉矩大致與轉差率成正比,若施加超過最大轉矩的負載使轉差率過大,電動機就會停止。
以逆變器改變頻率,同步轉速隨之改變,因此能調整轉速。此時使電壓與頻率之比(V/f)大致保持一定以維持磁通,就是V/f控制。更精密的控制則使用向量控制,把電流分成產生磁通的成分與產生轉矩的成分分別控制,能像直流電動機一樣快速而準確地控制轉矩。
正確答案:B. 1500 min⁻¹
同步轉速是定子三相繞組所產生之旋轉磁場的速度,以 n_s = 120f/p [min⁻¹](f:頻率,p:極數)求得。50 Hz、4極時為 120 × 50/4 = 1500 min⁻¹。在60 Hz的地區,同一台電動機的同步轉速為1800 min⁻¹。感應電動機的轉子以比同步轉速稍慢的速度旋轉。
正確答案:A. 1710 min⁻¹
同步轉速為 120 × 60/4 = 1800 min⁻¹。轉差率為 s = (n_s − n)/n_s,因此轉速為 n = n_s × (1 − s) = 1800 × 0.95 = 1710 min⁻¹。轉子導體切割旋轉磁場的速度與它和同步轉速的差成正比,因此轉子電流的頻率為 s × f = 0.05 × 60 = 3 Hz。一般感應電動機的額定轉差率為百分之幾左右。
同步電動機的轉子具有永久磁鐵或磁場繞組,以與旋轉磁場完全相同的速度(同步轉速)旋轉。感應電動機靠轉子中感應的電流產生轉矩,因此轉速比同步轉速稍慢。永磁同步電動機效率高,廣泛用於電動車與家電。
降低頻率使轉子比同步轉速更快時,轉差率變為負值,感應電動機就作為發電機運作。這些能量會回到逆變器的直流側,因此要以制動電阻轉為熱,或以再生轉換器送回電源。
感應電動機的轉子以比同步轉速稍慢的速度旋轉。
以頻率50 Hz的三相交流運轉的4極感應電動機,其同步轉速為下列何者?一般感應電動機的額定轉差率為百分之幾左右。
以60 Hz運轉的4極感應電動機,以轉差率0.05旋轉。轉子的轉速為下列何者?感應電動機的轉子導體,會依與旋轉磁場的相對速度感應出電動勢並流過電流。
感應電動機在作為電動機運轉期間,無法剛好以同步轉速旋轉的理由,正確的是下列何者?感應電動機的磁通,大致與施加電壓除以頻率的值成正比。
以逆變器改變感應電動機的轉速時,使電壓與頻率之比(V/f)大致保持一定的主要理由,正確的是下列何者?急速降低頻率時同步轉速下降,轉子因慣性以比它更快的速度旋轉,因此轉差率變為負值,感應電動機作為發電機運作。
將以逆變器驅動的感應電動機降低頻率而急速減速時,可能發生的現象與其對策的組合,正確的是下列何者?