电机中的电枢：概念、分类与应用
电机中的电枢：概念、分类与应用
电枢是电机中一个至关重要的部件，在电机实现机械能与电能相互转换的过程中发挥着枢纽作用。无论是发电机还是电动机，电枢都是其核心组成部分。本文将详细解读电枢的概念、分类及其在直流电机和交流电机中的具体应用。
电枢的基本概念
电枢指在电机实现机械能与电能相互转换过程中，起关键和枢纽作用的部件。在发电机中，受力转动的线圈中产生感应电动势，使其发电。而在电动机中，通电线圈在磁场中受安培力作用，使其在磁场中转动。
在大多数发电机中，场磁体是旋转的，并且是转子的一部分，而电枢是静止的，并且是定子的一部分。电动机和发电机都可以用固定电枢和旋转磁场或旋转电枢和固定磁场构成。永磁体或电磁体的极靴以及螺线管的移动的铁部分（特别是如果后者用作开关或继电器的话）也可以被称为电枢。
分类
- 机械分类：
- 转子：交流发电机、发电机、发电机或电动机的旋转部分。
- 定子：交流发电机、发电机、发电机或电动机的静止部分。
- 电气分类：
- 电枢：交流发电机、发电机、发电机或电动机的动力产生组件。电枢可以在转子或定子上。
- 场：交流发电机、发电机、发电机或电动机的磁场分量。该领域可以在转子或定子上，可以是电磁铁或永磁铁。
电枢反应
当电枢绕组中没有电流通过时，由磁极所形成的磁场称为主磁场，近似按正弦规律分布。当电枢绕组中有电流通过时，绕组本身产生一个磁场，称为电枢磁场。电枢磁场对主磁场的作用将使主磁场发生畸变，产生电枢反应：
- 纯电阻性负载时的电枢反应：电枢磁场的电动势与电流相位相同，电枢磁场使主磁场发生畸变，一半加强，一半削弱。
- 纯电感性负载时的电枢反应：电枢磁场的电流滞后于电动势90度，电枢磁场产生的电动势与主磁场产生的电动势方向相反，因此削弱了主磁场电动势，这就是为什么三相电路中含有电感性元件时电压下降的原因；这时叫做纵轴去磁电枢反应。
- 纯电容性负载时的电枢反应：电枢磁场的电流超前于电动势90度，因电枢磁场与主磁场成90度，电枢磁场产生的电动势与主磁场产生的电动势方向相同，因此加强了主磁场电动势，这就是为什么三相电路中含有电容性元件时端电压上升的原因；这时叫做纵轴辅助磁电枢反应。
直流电机中的电枢
在直流电机中，电枢就是转子上装有导线的部分，实现机械能与电能相互转换。直流电动机，输入直流电源，电枢绕组在磁场中受到安培力作用，产生一个驱动转矩，拖动负载运动，把输入的直流电能转变为输出的机械能。直流发电机，在原动机拖动下，电枢绕组在磁场中切割磁感线，产生一个感应电动势，在电刷的整流作用下，把输入的机械能转变为输出的直流电能。
电枢绕组
电机的电枢中按一定规律绕制和连接起来的线圈组叫电枢绕组，它是电机中实现机电能量转换的主要组成部件之一。组成电枢绕组的线圈有单匝的,也有多匝的,每匝还可以由若干并联导线绕成。所示为一只线圈在槽中安置的情况。
电枢绕组设计要求：电枢绕组的构成，应能产生足够的感应电动势，并允许通过一定的电枢电流，从而产生所需的电磁转矩和电磁功率，此外，还要节省有色金属和绝缘材料，结构简单，运行可靠。
电枢绕组分直流电枢绕组和交流电枢绕组两大类。它们分别用于直流电机和交流电机。
电枢绕组的常用术语
- 元件（线圈）：绕组线圈称为绕组元件，分单匝和多匝。一个元件由两条元件边和端接线组成，元件边放在槽内，能切割磁力线而产生感应电动势，叫“有效边”，端接线放在槽外，不切割磁力线，仅作为连接线用。每个元件的一个元件边放在某一个槽的上层，另一个元件边则放在另一槽的下层。
- 元件的首末端：每一个元件均引出两根线与换向片相连，其中一根称为首端，另一根称为末端。每一个元件的两个端点分别接在不同的换向片上，每个换向片接两个不同的线圈端头。
- 实槽：电机电枢上实际开出的槽叫实槽。实槽数用Q表示。
- 虚槽：即单元槽(每层元件边的数量等于虚槽数)，每个虚槽的上、下层各有一个元件边。虚槽数用Qμ表示。设槽内每层有μ个虚槽，若实槽数为Q，虚槽数为Qμ，则Qμ= μQ。
- 极轴线：磁极的中心线。
- 几何中性线：是指主磁极N极和S极的机械分界线。
- 物理中性线：把N极与S极磁场为零处的分界线称为物理中性线。