電動機初步知識

1、電動機的類型電動機的類型三相異步電動機的基本構(gòu)造： 主要由定子和轉(zhuǎn)子兩部分構(gòu)成。轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)動的部分轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)動的部分定子：固定不動的部分定子：固定不動的部分三相異步電動機的工作原理是什么三相異步電動機的工作原理是什么 異步電動機的轉(zhuǎn)動原理定子繞組通電定子繞組通電 旋轉(zhuǎn)磁場（轉(zhuǎn)速為旋轉(zhuǎn)磁場（轉(zhuǎn)速為n1） 轉(zhuǎn)子導(dǎo)體（閉合）切割磁力線轉(zhuǎn)子導(dǎo)體（閉合）切割磁力線 產(chǎn)生感應(yīng)電動勢及感應(yīng)電流產(chǎn)生感應(yīng)電動勢及感應(yīng)電流 帶電的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在磁場中受力（左手定則）帶電的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在磁場中受力（左手定則） 轉(zhuǎn)子導(dǎo)體受到電磁轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)子導(dǎo)體受到電磁轉(zhuǎn)矩T的作用的作用 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動起來，且與旋轉(zhuǎn)磁場同方向，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動起來，且與旋轉(zhuǎn)磁場同

2、方向， 轉(zhuǎn)速為轉(zhuǎn)速為n電動機轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系電動機轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系設(shè)設(shè) 旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速：旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速：n1 電動機轉(zhuǎn)速：電動機轉(zhuǎn)速：nn和和n1是否相等？是否相等？提示：如果提示：如果n=n1 轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場間沒有相對運動轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場間沒有相對運動 無轉(zhuǎn)子電動勢（轉(zhuǎn)子導(dǎo)體不切割磁力線）無轉(zhuǎn)子電動勢（轉(zhuǎn)子導(dǎo)體不切割磁力線） 轉(zhuǎn)子無電流轉(zhuǎn)子無電流 無轉(zhuǎn)矩無轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)子不能轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子不能轉(zhuǎn)動異步電動機異步電動機 n n1，且，且n n1軸線U軸線V軸線WP=2P=1Pf160執(zhí)行元件的匹配選擇：執(zhí)行元件的匹配選擇：1.1.轉(zhuǎn)矩匹配；轉(zhuǎn)矩匹配；2.2.功率匹配功率匹配( (過熱驗算

3、、過載驗算過熱驗算、過載驗算) )機電一體化系統(tǒng)對執(zhí)行元件的要求：機電一體化系統(tǒng)對執(zhí)行元件的要求：慣量小、動力大；慣量小、動力大；體積小、重量輕；體積小、重量輕；便于維修、安裝；便于維修、安裝；宜于微機控制宜于微機控制第第1414章章 機電傳動控制中電動機的選擇機電傳動控制中電動機的選擇電動機容量選擇的原則 (l)(l)發(fā)熱：發(fā)熱：實際最高工作溫度實際最高工作溫度 maxmaxa a 電動機絕緣的允許最高工作溫度電動機絕緣的允許最高工作溫度。NmmmNmLTTTTT/8 . 0maxmaxmax異步電動機(2)(2)過載能力過載能力：決定電動機容量的主要因素不是發(fā)熱而是電動機的過載能力：決定電

4、動機容量的主要因素不是發(fā)熱而是電動機的過載能力短期工作時，承受高于額定功率的負載功率時仍可保證短期工作時，承受高于額定功率的負載功率時仍可保證 maxmaxa a 多數(shù)生產(chǎn)中，電動機的負載大小是變動的，如小型車床主軸電機。但多數(shù)生產(chǎn)中，電動機的負載大小是變動的，如小型車床主軸電機。但加工工序多，各工序時間短，存在退刀、進刀、更換工件等空載或輕加工工序多，各工序時間短，存在退刀、進刀、更換工件等空載或輕載情況載情況按最大負載來選電機容量，電機不能充分利用；按最大負載來選電機容量，電機不能充分利用；按最小負載來選電機，電機容量又不夠按最小負載來選電機，電機容量又不夠等值法等值法例：由一臺電機經(jīng)過減

5、速機構(gòu)拖動生產(chǎn)機械，生產(chǎn)機械要求轉(zhuǎn)速例：由一臺電機經(jīng)過減速機構(gòu)拖動生產(chǎn)機械，生產(chǎn)機械要求轉(zhuǎn)速n=1450r/minn=1450r/min左右，左右，其轉(zhuǎn)矩負載變化如圖，其轉(zhuǎn)矩負載變化如圖，1 1）試選擇電動機）試選擇電動機2 2）如果該系統(tǒng)采用電源反接制動，設(shè)計其電路圖，畫出并分析其制動特性）如果該系統(tǒng)采用電源反接制動，設(shè)計其電路圖，畫出并分析其制動特性92. 0c1 1 額定功率額定功率PnPn：對電動機來說，是指軸頭輸出的標稱機械功率。對電動機來說，是指軸頭輸出的標稱機械功率。 2 2 額定頻率額定頻率f f：交流電機額定運行時的頻率。交流電機額定運行時的頻率。 3 3 額定電壓額定電壓U

6、nUn：電機在額定狀態(tài)時定子端的電壓。電機在額定狀態(tài)時定子端的電壓。 4 4 額定電流額定電流InIn：電機在額定電壓時的電流。電機在額定電壓時的電流。 5 5 額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩TnTn：電動機在額定狀態(tài)時，轉(zhuǎn)軸輸出的轉(zhuǎn)矩值。電動機在額定狀態(tài)時，轉(zhuǎn)軸輸出的轉(zhuǎn)矩值。6 效率效率 ：電機輸出的額定功率占輸入的有功功率的百分比電機輸出的額定功率占輸入的有功功率的百分比7 功率因數(shù)功率因數(shù) :電機額定電流與額定電壓間夾角的余弦電機額定電流與額定電壓間夾角的余弦值值 ， 即有功功率與視在功率之比。即有功功率與視在功率之比。cos電機基本概念8 8 堵轉(zhuǎn)電流：堵轉(zhuǎn)電流：電動機轉(zhuǎn)軸被堵住，定子端給定額定電壓

7、時電動機轉(zhuǎn)軸被堵住，定子端給定額定電壓時 的定子電流值。的定子電流值。9 9 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩：堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩：電動機轉(zhuǎn)軸被堵住，定子端給定額定電壓時，電動機轉(zhuǎn)軸被堵住，定子端給定額定電壓時， 轉(zhuǎn)軸輸出的轉(zhuǎn)矩值。轉(zhuǎn)軸輸出的轉(zhuǎn)矩值。1010最大轉(zhuǎn)矩：最大轉(zhuǎn)矩：電機穩(wěn)定工作區(qū)與非穩(wěn)定工作區(qū)分界點的轉(zhuǎn)矩值，電機穩(wěn)定工作區(qū)與非穩(wěn)定工作區(qū)分界點的轉(zhuǎn)矩值， 又稱顛覆轉(zhuǎn)矩。又稱顛覆轉(zhuǎn)矩。1111轉(zhuǎn)動慣量：轉(zhuǎn)動慣量：用于描述回轉(zhuǎn)體的慣性，即用于描述回轉(zhuǎn)體的慣性，即J=GD/4J=GD/4。 ( (飛輪力矩或慣性矩飛輪力矩或慣性矩=GD=GD）電機基本概念12絕緣等級：絕緣等級：用來表示電機所用絕緣材料的耐溫等級，用來表示電

8、機所用絕緣材料的耐溫等級， 常用的有常用的有F、B級等。級等。 型譜中所列：型譜中所列： F/F：電機為：電機為F級絕緣，級絕緣，F(xiàn)級溫升考核（應(yīng)用）。級溫升考核（應(yīng)用）。 F/B：電機為：電機為F級絕緣，級絕緣，B級溫升考核（應(yīng)用）。級溫升考核（應(yīng)用）。電機基本概念絕緣絕緣等級等級YAEBFHC耐熱耐熱溫度溫度9010511513015518020014 14 結(jié)構(gòu)型式結(jié)構(gòu)型式/ /安裝方式安裝方式I M B 3I M B 3 5I M V 1水平安裝水平安裝水平安裝帶凸緣水平安裝帶凸緣垂直安裝垂直安裝電機基本概念13結(jié)構(gòu)型式：結(jié)構(gòu)型式：用來表示電機的安裝型式，用用來表示電機的安裝型式，用“

9、IM”表示，表示， 如：如：IMB3，IMV1 等。等。15工工 作作 制：制：用于表示電機的負載狀態(tài)。常用的有：用于表示電機的負載狀態(tài)。常用的有： S1連續(xù)工作制連續(xù)工作制 S2短時工作制短時工作制 S3斷續(xù)周期工作制（無啟動電流的影響）斷續(xù)周期工作制（無啟動電流的影響） S4斷續(xù)周期工作制（有啟動電流的影響）斷續(xù)周期工作制（有啟動電流的影響） S5斷續(xù)周期工作制（有啟動電流和制動電流的影響斷續(xù)周期工作制（有啟動電流和制動電流的影響） S6斷續(xù)周期工作制斷續(xù)周期工作制 （無啟動電流的影響，但運行段功率大于額定功率）（無啟動電流的影響，但運行段功率大于額定功率） S9非周期性工作制非周期性工作

10、制1616防護等級：防護等級：用于表示電機的防護型式，用用于表示電機的防護型式，用“IP”表示，表示， 如：如：IP23，IP54，IP55等。等。第一個數(shù)字防固體第一個數(shù)字防固體第二個數(shù)字防液體第二個數(shù)字防液體0無防護無防護0無防護無防護1D50mm，如手，如手 190滴水，如凝結(jié)液滴水，如凝結(jié)液2D12.5mm，如手指，如手指2下傾角下傾角15的滴水的滴水3D2.5mm，如工具或?qū)Ь€，如工具或?qū)Ь€3下傾角下傾角60的噴灑水的噴灑水4D1.0mm，如導(dǎo)線或細棍，如導(dǎo)線或細棍4任意方向的噴水，濺水任意方向的噴水，濺水5灰塵灰塵5任意方向的射水，水柱任意方向的射水，水柱620毫巴塵密毫巴塵密6任

11、意方向的強射水，高壓水任意方向的強射水，高壓水柱柱IP代碼定義代碼定義7短時浸水，水深短時浸水，水深0.15m1m8長期浸水長期浸水電機基本概念1717冷卻方法：冷卻方法：用來表示電機的冷卻方式，用用來表示電機的冷卻方式，用“IC”表示，表示， 如：如：IC01，IC411，IC416等。等。I C 4 1 1I C 4 1 1I C 4 1 6I C 4 1 6I C 6 1 1I C 6 1 1I C 6 1 6I C 6 1 6I C 8 1 WI C 8 1 WI C 8 6 WI C 8 6 WI C 0 1I C 0 1第二冷卻介質(zhì)及推動方式第二冷卻介質(zhì)及推動方式第一冷卻介質(zhì)及推動

12、方式第一冷卻介質(zhì)及推動方式冷卻結(jié)構(gòu)冷卻結(jié)構(gòu)電機基本概念18 18 環(huán)境溫度及海拔高度對電機輸出功率的環(huán)境溫度及海拔高度對電機輸出功率的影響影響環(huán)境溫環(huán)境溫度度海拔高度海拔高度1000m1000m1500m1500m2000m2000m2500m2500m3000m3000m3030100%100%100%100%100%100%98%98%95%95%3535100%100%100%100%97%97%94%94%91%91%4040100%100%97%97%93%93%90%90%87%87%454595%95%92%92%88%88%85%85%83%83%505090%90%87%87

13、%84%84%81%81%555585%85%82%82%606080%80%注：允許的輸出功率占額定功率的百分比注：允許的輸出功率占額定功率的百分比電機基本概念19 19 電機銘牌舉例電機銘牌舉例電機基本概念cosInUn3Pn1異步電動機基本公式異步電動機基本公式:電動機主要參數(shù)之間的關(guān)系spfn1602異步電機轉(zhuǎn)速異步電機轉(zhuǎn)速:注注:s為轉(zhuǎn)差率，電機轉(zhuǎn)子電阻越大，轉(zhuǎn)差率越大為轉(zhuǎn)差率，電機轉(zhuǎn)子電阻越大，轉(zhuǎn)差率越大nPnTn 955033轉(zhuǎn)矩公式轉(zhuǎn)矩公式: :%1001PPn44效率效率: :電動機主要參數(shù)之間的關(guān)系SnP1cos44功率因數(shù)功率因數(shù): :注注:Sn:Sn為總功率（視在功率）

14、為總功率（視在功率）有功功率、無功功率和視在功率的關(guān)系有功功率、無功功率和視在功率的關(guān)系 （a）電流與電壓相位關(guān)系（滯后）電流與電壓相位關(guān)系（滯后） （b）電流與電壓相位關(guān)系（超前）電流與電壓相位關(guān)系（超前） （c）功率三角形功率三角形 www.sz-生活中處處有電動機 通電導(dǎo)線對小磁針有力的作用，如果反過來磁場會不會對通電導(dǎo)線有力的通電導(dǎo)線對小磁針有力的作用，如果反過來磁場會不會對通電導(dǎo)線有力的作用呢？作用呢？1.磁場對通電導(dǎo)線的作用磁場對通電導(dǎo)線的作用2.電動機的基本構(gòu)造電動機的基本構(gòu)造3.生活中的電動機生活中的電動機1.磁場對通電導(dǎo)線的作用磁場對通電導(dǎo)線的作用通電導(dǎo)線在磁場中會受到力的作

15、用。通電導(dǎo)線在磁場中會受到力的作用。線圈在磁場中的運動 由于導(dǎo)線兩邊的電由于導(dǎo)線兩邊的電流方向是不一樣的，所以流方向是不一樣的，所以它們受到的力也就不一樣，它們受到的力也就不一樣，就像一個框被方向相反的就像一個框被方向相反的力扭動一樣，所以只能是力扭動一樣，所以只能是轉(zhuǎn)動的。轉(zhuǎn)動的。 問題問題: 導(dǎo)體在磁場中的運動方向與導(dǎo)體在磁場中的運動方向與哪些因素有關(guān)哪些因素有關(guān)? 猜想：猜想： 1. 電流方向電流方向 2. 磁感線方向磁感線方向?qū)w在磁場中的運動方向與哪些因素有關(guān)導(dǎo)體在磁場中的運動方向與哪些因素有關(guān)（4）結(jié)論： 通電導(dǎo)體在磁場里，會受到力的作用，受力方向與電通電導(dǎo)體在磁場里，會受到力的作

16、用，受力方向與電流方向和磁感線方向有關(guān)。流方向和磁感線方向有關(guān)。2.電動機的基本構(gòu)造電動機的基本構(gòu)造電動電動機機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子定子定子那么線圈為什么能不停地轉(zhuǎn)動？那么線圈為什么能不停地轉(zhuǎn)動？E、F是換向器（兩個半圓銅環(huán)）：是換向器（兩個半圓銅環(huán)）：作用：作用：及時改變線圈中的電流方向，使受及時改變線圈中的電流方向，使受力方向總是相同，線圈一直轉(zhuǎn)動下去。力方向總是相同，線圈一直轉(zhuǎn)動下去。A、B是電刷是電刷作用：作用：與半環(huán)接觸，與半環(huán)接觸，使電源和線圈組成使電源和線圈組成閉合電路。閉合電路。 使電源和線圈組成閉合電路。這樣，無論線圈的哪個邊，只使電源和線圈組成閉合電路。這樣，無論線圈的哪個邊，只要它處

17、于靠近磁體要它處于靠近磁體 S極的一側(cè)，其中的電流都是從讀者這邊朝紙內(nèi)的極的一側(cè)，其中的電流都是從讀者這邊朝紙內(nèi)的方向流去，這時它的受力方向總是相同，線圈就可以不停地轉(zhuǎn)動。方向流去，這時它的受力方向總是相同，線圈就可以不停地轉(zhuǎn)動。3.生活中的電動機生活中的電動機電動機種類電動機種類:交流電動機交流電動機直流電動機直流電動機 電動機通電時轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，電能轉(zhuǎn)化為機械運動的電動機通電時轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，電能轉(zhuǎn)化為機械運動的能。由于電網(wǎng)供給的是交變電流，電風扇、洗衣機等家能。由于電網(wǎng)供給的是交變電流，電風扇、洗衣機等家用電器中的電動機，多數(shù)是交流電動機。交流電動機也用電器中的電動機，多數(shù)是交流電動機。交流電動機

18、也是靠著通電導(dǎo)體在磁場中所受的力來運轉(zhuǎn)的。而電動玩是靠著通電導(dǎo)體在磁場中所受的力來運轉(zhuǎn)的。而電動玩具、錄音機等小型電器則多數(shù)使用直流電動機。具、錄音機等小型電器則多數(shù)使用直流電動機。 優(yōu)點：優(yōu)點：構(gòu)造簡單、控制方便、體積小、構(gòu)造簡單、控制方便、體積小、 效率高、功率可大可小、無污染效率高、功率可大可小、無污染 在此優(yōu)點下電動機廣泛地應(yīng)用在社會生活中。農(nóng)村的電灌在此優(yōu)點下電動機廣泛地應(yīng)用在社會生活中。農(nóng)村的電灌站、工廠的各種機床，都有電動機。電車、電力機車都是站、工廠的各種機床，都有電動機。電車、電力機車都是以電動機為動力的交通工具，由于電動機不像內(nèi)燃機那樣以電動機為動力的交通工具，由于電動機不

19、像內(nèi)燃機那樣污染環(huán)境，應(yīng)該提倡用電做動力。由太陽能或蓄電池提供污染環(huán)境，應(yīng)該提倡用電做動力。由太陽能或蓄電池提供能源的電動汽車的研究已經(jīng)進入實驗試行階段。隨著技術(shù)能源的電動汽車的研究已經(jīng)進入實驗試行階段。隨著技術(shù)的發(fā)展和社會的進步，電動機和人類的關(guān)系將越來越密切。的發(fā)展和社會的進步，電動機和人類的關(guān)系將越來越密切。 1在磁場中的通電導(dǎo)體在磁場中的通電導(dǎo)體( ) A一定受到磁場力的作用一定受到磁場力的作用 B可能受到磁場力的作用可能受到磁場力的作用 C一定不受磁場力的作用一定不受磁場力的作用 D以上說法均不正確以上說法均不正確B2. 要改變直流電動機轉(zhuǎn)向，可以采用要改變直流電動機轉(zhuǎn)向，可以采用(

20、 )A.改變電流方向，其他不變改變電流方向，其他不變B.改變磁場方向，其他不變改變磁場方向，其他不變C.增大電流強度增大電流強度D.同時改變電流方向和磁場方向同時改變電流方向和磁場方向D 3.下列說法正確的是下列說法正確的是( ) A.電動機是把機械能轉(zhuǎn)化為電能的機器電動機是把機械能轉(zhuǎn)化為電能的機器 B.電動機是把電能轉(zhuǎn)化為機械能的機器電動機是把電能轉(zhuǎn)化為機械能的機器 C.直流電動機是利用線圈的轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生電流的直流電動機是利用線圈的轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生電流的 D.改變線圈中的電流方向，可以改變電動機線圈轉(zhuǎn)動的快慢改變線圈中的電流方向，可以改變電動機線圈轉(zhuǎn)動的快慢B第三篇 交流電機的一般問題第十五章 交流

21、電機概述1 1、電機、電機 機械能機械能電能電能電動機電動機發(fā)電機發(fā)電機2 2、電能、電能 直流直流交流交流3 3、交流電、交流電機機 機械能機械能交流電能交流電能交流電動機交流電動機交流發(fā)電機交流發(fā)電機4 4、交流電機、交流電機 同步發(fā)電機同步發(fā)電機同步電動機同步電動機同步電機同步電機異步發(fā)電機異步發(fā)電機異步電動機異步電動機異步電機異步電機同步電機同步電機異步電機異步電機同步電機與異步電機的異同點同步電機同步電機異步電機異步電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與與電源頻率的關(guān)系電源頻率的關(guān)系有確定的關(guān)系有確定的關(guān)系無確定的關(guān)系，無確定的關(guān)系，又稱為感應(yīng)電機又稱為感應(yīng)電機用途用途多用作發(fā)電機使用多用作發(fā)電機使

22、用; ;在不調(diào)速情況，也用作電在不調(diào)速情況，也用作電動機，可改變電網(wǎng)功率因動機，可改變電網(wǎng)功率因數(shù)數(shù)主要用作電動機，主要用作電動機，在特殊場合可用作在特殊場合可用作發(fā)電機發(fā)電機 交流繞組交流繞組 交流繞組的基本結(jié)構(gòu)交流繞組的基本結(jié)構(gòu) 交流繞組中的感應(yīng)電勢交流繞組中的感應(yīng)電勢 交流繞組產(chǎn)生的磁勢交流繞組產(chǎn)生的磁勢一、同步發(fā)電機的基本原理1、結(jié)構(gòu) 定子：電樞鐵心、電樞繞組電樞鐵心、電樞繞組 轉(zhuǎn)子：磁極鐵心、勵磁繞組磁極鐵心、勵磁繞組2、原理 勵磁繞組通入直流電流，勵磁繞組通入直流電流， 電機里就產(chǎn)生了磁場；電機里就產(chǎn)生了磁場； 原動機拖動主磁極以恒速原動機拖動主磁極以恒速 n 逆時針旋轉(zhuǎn)，磁場與逆時針旋轉(zhuǎn)，磁場與定子上的導(dǎo)體之間就有了相對運動，于是，在定子繞定子上的導(dǎo)體之間就有了相對運動，于是，在定子繞組里便感