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磁极数越多电机转速越慢的简要说明

2016-10-15 14:54阅读：

http://blog.sina.cn/dpool/blog/u/1623508201

电机学里有这样一个同步转速的公式：
磁极数越多电机转速越慢的简要说明
式中：n是同步转速（也就是电机定子磁场转速） P是磁场磁极对数
f1是电源频率
公式表明，磁极数越多，电机磁场转速越慢。
电机磁场转速越慢，自然会使电动机的转速也越慢。
我们已经知道，工频电下也就是电源频率为50Hz时，两极电机的磁场转速为3000转/分。如下图，电源变一次，两极电机磁场的N、S极变一次，也就是磁场转一周（如图中箭头所示，顺时针转）。电源一秒中变化50次，则磁场也是一秒中变化50次，也就是转50圈。磁场1秒转50圈，则1分钟就是3000圈。
磁极数越多电机转速越慢的简要说明
为什么定子磁极数越多，其磁场转速会越慢呢？ 说了能简单明了地说明问题，现在我们想像一下，假想着电机的定子能均匀地压缩，也就是把上图从N、S极的交界处切开，进行均匀地压缩，能压成半园。注意定子铁心中的绕组（也就是电路）并没有断，只是均匀地压缩了。如果用两个同样的两极电机，进行这样的压缩，就会得到两个半园的两极定子。见下图：
磁极数越多电机转速越慢的简要说明
然后，再把这两半园的定子合在一起，就自然而然地形成了一个整园的四极定子。因为绕组排列仍然是原来的方式，电路也没有断，那么，通电后每个极区的N、S极仍然是跟着电源频率每周变化一次，一秒钟变化50次。不难看出，合在一起后的整个磁场，也就是四极的磁场，要想转过一个整圈，每个极区的N、S必须要变化两次，也就是N到S，再由S到N，才能转过一个整圈。如右侧图的小箭头所示，顺时针转，要N到S，再由S到N才能是转过一整圈。
很明显，合在一起后的四极磁场，要转一圈，电源就是要变化两次。也就是说，工频50Hz时，合成的磁场要转50圈，电源需要变化100次，时间就需要2秒。由此可见，合成后的四极磁场的转速要比原来两极时降低一倍，也就是1500转/分。从图上看，道理就是这么简单。
如果是六极电机，那就要用三个两极电机来压缩，每个都均匀地压缩成120度，然后三个再合在一起，形成一个合成的360度的定子铁心。而合成后的六极定子磁场，它的转速就会下降为原来两极磁场的三分之一。也就是合成后的六极定子磁场要转一圈，电源必须变化三次。合成后的六极定子磁场要转50圈，电源就要变化150次，时间就需要3秒。显然，工频电源下，六极磁场的转速要下降为两极磁场转速的三分之一。
以此类推，就可以得出以上公式中的结论，电机磁场的转速与其磁极数成反比。


当然，电机的铁心是很难去均匀压缩的，这里我们只是为了能简明扼要的说明问题，而进行一个比喻而已。这样说明问题的好处在于，只要搞明白了两极电机的磁场转速，就可以简单地用图类推出结论。在说明问题的过程中，我们可以不用再去纠结电机定子绕组的具体排列方式（那样太复杂），也不用再去纠结电机定子绕组展开图了。

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