電機(jī)學(xué)教科書中的電機(jī)分類下

電機(jī)學(xué)教科書中的電機(jī)分類下

0電機(jī)電機(jī)學(xué)的研究對(duì)象就知識(shí)而言，研究對(duì)象的分類非常重要，機(jī)械學(xué)也不例外。電機(jī)學(xué)的研究對(duì)象就是電機(jī)。電機(jī)的分類已有很多方法。每一種方法,都是一種看電機(jī)的視角,都有其重要意義。本文提出三個(gè)新的電機(jī)分類方法:接口方法、控制方法、勵(lì)磁方法。1電機(jī)的分類電機(jī)學(xué)教科書[1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]對(duì)電機(jī)分類的敘述,有詳有略,各有不同,茲綜述如下(1)從能量角度,電機(jī)分為發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、變壓器。發(fā)電機(jī)是把機(jī)械能變成電能的裝置,電動(dòng)機(jī)是把電能變?yōu)闄C(jī)械能的裝置,變壓器是不同電壓的電能相互轉(zhuǎn)換的裝置。(2)從電流角度,電機(jī)分為直流機(jī)、交流機(jī)。直流機(jī)是強(qiáng)電端口為直流的電機(jī),交流機(jī)是強(qiáng)電端口為交流的電機(jī)。(3)從運(yùn)動(dòng)角度,電機(jī)分為旋轉(zhuǎn)電機(jī)、直線電機(jī)、靜止電機(jī)。旋轉(zhuǎn)電機(jī)是運(yùn)動(dòng)部件作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的電機(jī),直線電機(jī)是運(yùn)動(dòng)部件作直線運(yùn)動(dòng)的電機(jī),靜止電機(jī)是沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件的電機(jī),即變壓器。(4)從使用場(chǎng)合角度,電機(jī)分為潛水電機(jī)、防爆電機(jī)、航空電機(jī)等。(5)從防護(hù)角度,電機(jī)分為封閉式電機(jī)、開啟式電機(jī)、防護(hù)式電機(jī)。(6)從同步速角度,電機(jī)分為同步機(jī)、異步機(jī)、直流機(jī)、變壓器。同步機(jī)是轉(zhuǎn)速等于同步速且同步速唯一的電機(jī);異步機(jī)是轉(zhuǎn)速異于同步速且同步速唯一的電機(jī);直流機(jī)是轉(zhuǎn)速等于同步速且同步速不唯一的電機(jī);變壓器是沒(méi)有同步速的電機(jī),因?yàn)樗庆o止電機(jī),無(wú)速度可言。2三個(gè)新的電機(jī)分類方法2.1移動(dòng)變壓器的口結(jié)構(gòu)同步機(jī)、直流機(jī)都有三個(gè)接口:一個(gè)機(jī)口,兩個(gè)電口—電樞口、勵(lì)磁口。異步機(jī)、變壓器都有兩個(gè)口:異步機(jī)一個(gè)機(jī)口、一個(gè)電口,變壓器兩個(gè)都是電口。因此,同步機(jī)、直流機(jī)可合稱為三口電機(jī),異步機(jī)、變壓器可合稱為兩口電機(jī)。因此,從接口的角度,電機(jī)分為三口電機(jī)和兩口電機(jī)。2.2兩步電機(jī)為有控口三口電機(jī)之三個(gè)接口中,有一個(gè)接口為勵(lì)磁口,其功率值較之另外兩個(gè)接口要小得多,不在一個(gè)數(shù)量級(jí)上,而又對(duì)另外兩個(gè)接口有控制作用。因此,三口電機(jī)是一類以弱控強(qiáng)的電機(jī),其勵(lì)磁口為控制口。因此,三口電機(jī)亦可稱為“有控口的電機(jī)”,簡(jiǎn)稱為“有控電機(jī)”。順理成章,異步機(jī)、變壓器就是兩口電機(jī)。兩口電機(jī)是一類“無(wú)控口的電機(jī)”,簡(jiǎn)稱為“無(wú)控電機(jī)”。因此,從控制的角度,電機(jī)分為有控電機(jī)和無(wú)控電機(jī)。2.3電機(jī)的類型分析有控電機(jī)就是勵(lì)磁口獨(dú)立于強(qiáng)電口的三口電機(jī);無(wú)控電機(jī)就是勵(lì)磁口依附于強(qiáng)電口的兩口電機(jī)。因此,從勵(lì)磁口是否獨(dú)立的角度,電機(jī)可以分為勵(lì)磁獨(dú)立電機(jī)(獨(dú)勵(lì)電機(jī))、勵(lì)磁依附電機(jī)(即勵(lì)磁不獨(dú)立電機(jī),或簡(jiǎn)稱非獨(dú)勵(lì)電機(jī))。或者,也可以稱獨(dú)勵(lì)電機(jī)為有勵(lì)電機(jī),稱非獨(dú)勵(lì)電機(jī)為無(wú)勵(lì)電機(jī)。獨(dú)勵(lì)電機(jī)包括同步機(jī)、直流機(jī)。非獨(dú)勵(lì)電機(jī)包括異步機(jī)、變壓器。2.4接口方法與控制方法、勵(lì)磁方法的關(guān)系控制方法、勵(lì)磁方法實(shí)際上是一樣的。事實(shí)上,在三口電機(jī)中,勵(lì)磁系統(tǒng)就是控制系統(tǒng)。接口方法與控制方法、勵(lì)磁方法緊密相關(guān):兩口電機(jī)沒(méi)有獨(dú)立的勵(lì)磁(控制)系統(tǒng),因而屬于非獨(dú)勵(lì)電機(jī)、或者無(wú)控電機(jī)(無(wú)勵(lì)電機(jī));三口電機(jī)具有獨(dú)立的勵(lì)磁(控制)系統(tǒng),因而屬于獨(dú)勵(lì)電機(jī)、或者有控電機(jī)(有勵(lì)電機(jī))。3根據(jù)電機(jī)的特性原理,選擇適合自己的接口(1)接口的觀點(diǎn)是一種系統(tǒng)論的觀點(diǎn)。電機(jī)的接口是電機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的外在表現(xiàn)。換句話說(shuō),電機(jī)的接口反映了電機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。因此,接口方法具有系統(tǒng)論中黑箱方法的意義—以外觀內(nèi)。(2)從接口、控制(勵(lì)磁)的角度來(lái)觀察電機(jī),高屋建瓴,宏觀而抽象—可以立刻明白強(qiáng)與弱:有沒(méi)有控口(弱口),哪個(gè)是控口(弱口)。同時(shí),即可明白哪些接口是能量的主流口(MainstreamPorts)(強(qiáng)口)。(3)在理解、記憶和敘述電機(jī)的特性時(shí),從接口的觀點(diǎn),很容易全面、準(zhǔn)確地描述特性的條件,而做到無(wú)遺漏。反之,則易于遺漏。譬如,變壓器、直流發(fā)電機(jī)、同步發(fā)電機(jī)都有外特性,但它們的外特性條件并不相同。變壓器的外特性條件是:電源電壓(強(qiáng)電口)不變,負(fù)載功率因數(shù)(強(qiáng)電口)不變,涉及兩口;直流發(fā)電機(jī)的外特性條件是:轉(zhuǎn)速額定(機(jī)口)、勵(lì)磁電流額定(弱電口),涉及兩口;同步發(fā)電機(jī)的外特性條件是:轉(zhuǎn)速額定(機(jī)口)、勵(lì)磁電流額定(弱電口)、負(fù)載功率因數(shù)(強(qiáng)電口)不變,涉及三口。(4)在研究電機(jī)的速度控制時(shí),知道直流機(jī)、異步機(jī)分屬有控電機(jī)、無(wú)控電機(jī)后,立即可理解:為什么直流機(jī)的速度易于控制,而異步機(jī)的速度難于控制。因?yàn)橹绷鳈C(jī)屬于有控電機(jī),它天然地就有一個(gè)控制口;而異步機(jī)屬于無(wú)控電機(jī),它天然地沒(méi)有控制口,只有主流口———控制口依附于或者隱藏于主流口之中。同理,由于同步機(jī)屬于有控電機(jī),天然地具有控制口,故同步機(jī)的速度控制也是易于實(shí)現(xiàn)的。5電機(jī)分類及劃分意義本文提出了三個(gè)新的電機(jī)分類方法:接口方法、控制方法、勵(lì)磁方法。按接口方法,電機(jī)分為三口電機(jī)、兩口電機(jī)。按控制方