电动机基本知识

➢ 什么是三相电？幅值相等、频率相等、相位互差120°电势称为三相 交流电；以三相发电机作为电源，称为三相电源；以三相电源供电的 电路，称为三相电路。U、V、W称为三相，相与相之间的电压是线 电压，电压为380V。相与中心线之间称为相电压，电压是220V。
➢ 三相交流电的最大用途是驱动电机，三相交流电是构成旋转磁场所需 的最少的相数。如果是单相或者两项交流电构不成稳定的具有固定旋 转方向的旋转磁场，四相、五相甚至更多的相当然好，但费用昂贵不 经济，那就只有选三相交流电了。除了电机驱动外，交流电的相位问 题没有意义。
一、三相异步电动机的旋转原理
➢ 观察图1还可发现，旋转磁场的旋转方向与 绕组中电流的相序有关。相序A、B、C顺 时针排列，磁场顺时针方向旋转，若把三 根电源线中的任意两根对调，例如将B相电 流通入C相绕组中，C相电流通入B相绕组 中，则相序变为：C、B、A，则磁场必然 逆时针方向旋转。利用这一特性我们可很 方便地改变三相电动机的旋转方向。 定 子绕组产生旋转磁场后，转子导条（鼠笼 条）将切割旋转磁场的磁力线而产生感应 电流，转子导条中的电流又与旋转磁场相 互作用产生电磁力，电磁力产生的电磁转 矩驱动转子沿旋转磁场方向以n1的转速旋 转起来。一般情况下，电动机的实际转速 n1低于旋转磁场的转速n。因为假设n=n1， 则转子导条与旋转磁场就没有相对运动， 就不会切割磁力线，也就不会产生电磁转 矩，所以转子的转速n1必然小于n。为此我 们称三相电动机为异步电动机。
二、单相交流电动机的旋转原理
➢ 三相电的产生是因为其能为电机带来较好的性能（特别是发电机）。 三相并不是产生旋转磁场的最小相数，两个在空间上垂直，在相位上 差90度的交流线圈同样可以产生旋转磁场，但这会造成电机极距下线 圈无法均布，从而不但降低了电机容量，还会产生主磁场的严重崎变。
➢ 单相交流电动机只有一个绕组，转子是鼠笼式的。当单相正弦电流通 过定子绕组时，电动机就会产生一个交变磁场，这个磁场的强弱和方 向随时间作正弦规律变化，但在空间方位上是固定的，所以又称这个 磁场是交变脉动磁场。这个交变脉动磁场可分解为两个以相同转速、 旋转方向互为相反的旋转磁场，当转子静止时，这两个旋转磁场在转 子中产生两个大小相等、方向相反的转矩，使得合成转矩为零，所以 电动机无法旋转。当我们用外力使电动机向某一方向旋转时（如顺时 针方向旋转），这时转子与顺时针旋转方向的旋转磁场间的切割磁力 线运动变小；转子与逆时针旋转方向的旋转磁场间的切割磁力线运动 变大。这样平衡就打破了，转子所产生的总的电磁转矩将不再是零， 转子将顺着推动方向旋转起来。
➢ 在单相电动机中，产生旋转磁场的另一种方法称 为罩极法，又称单相罩极式电动机。此种电动机 定子做成凸极式的，有两极和四极两种。每个磁 极在1/3--1/4全极面处开有小槽，如图3所示，把 磁极分成两个部分，在小的部分上套装上一个短 路铜环，好象把这部分磁极罩起来一样，所以叫 罩极式电动机。单相绕组套装在整个磁极上，每 个极的线圈是串联的，连接时必须使其产生的极 性依次按N、S、N、S排列。当定子绕组通电后， 在磁极中产生主磁通，根据楞次定律，其中穿过 短路铜环的主磁通在铜环内产生一个在相位上滞 后90度的感应电流，此电流产生的磁通在相位上 也滞后于主磁通，它的作用与电容式电动机的起 动绕组相当，从而产生旋转磁场使电动机转动起 来。
➢ 要使单相电动机能自动旋转起来，我们可在定子 中加上一个起动绕组，起动绕组与主绕组在空间 上相差90度，起动绕组要串接一个合适的电容， 使得与主绕组的电流在相位上近似相差90度，即 所谓的分相原理。这样两个在时间上相差90度的 电流通入两个在空间上相差90度的绕组，将会在 空间上产生（两相）旋转磁场，如图2所示。在这 个旋转磁场作用下，转子就能自动起动，起动后， 待转速升到一定时，借助于一个安装在转子上的 离心开关或其他自动控制装置将起动绕组断开， 正常工作时只有主绕组工作。因此，起动绕组可 以做成短时工作方式。但有很多时候，起动绕组 并不断开，我们称这种电动机为电容式单相电动 机，要改变这种电动机的转向，可由改变电容器 串接的位置来实现。
➢ 按起动与运行方式分类 电动机按起动与运行方式可分为 电容起动式电动机、电容起动运转式电动机和分相式电动 机。
➢ 按用途分类 电动机按用途可分为驱动用电动机和控制用 电动机。
各种交流电动机简介
➢ 目前较常用的交流电动机有两种：三相异步电动机单相 交流电动机。第一种多用在工业上，而第二种多用在民用 电器上。
➢ 三相异步电动机要旋转起来的先决条件是具有一个旋转 磁场，三相异步电动机的定子绕组就是用来产生旋转磁场 的。我们知道，但相电源相与相之间的电压在相位上是相 差120度的，三相异步电动机定子中的三个绕组在空间方 位上也互差120度，这样，当在定子绕组中通入三相电源 时，定子绕组就会产生一个旋转磁场，其产生的过程如图 1所示。图中分四个时刻来描述旋转磁场的产生过程。电 流每变化一个周期，旋转磁场在空间旋转一周，即旋转磁 场的旋转速度与电流的变化是同步的。旋转磁场的转速为： n=60f/P 式中f为电源频率、P是磁场的磁极对数、n的单位 是：每分钟转数。根据此式我们知道，电动机的转速与磁 极数和使用电源的频率有关，为此，控制交流电动机的转 速有两种方法：1、改变磁极法；2、变频法。以往多用第 一种方法，现在则利用变频技术实现对交流电动机的无级 变速控制。
➢ （ 5 ）轴承的拆卸、清洗 拆卸轴承应先用适宜的专用拉具。拉力应着力于轴承内圈，不能拉外 圈，拉具顶端不得损坏转子轴端中心孔（可加些润滑油脂）。在轴承 拆卸前，应将轴承用清洗剂洗干净，检查它是否损坏，有无必要更换。
2 、装配异步电动机
➢
（ 1 ）用压缩空气吹净电动机内部灰尘，检查各部零件的完整性，清洗油污等。 （ 2 ）装配异步电动机的步骤与拆卸相反。装配前要检查定子内污物，锈是否清除，止口有无损坏 伤，装配时应将各部件按标记复位，并检查轴承盖配合是否合适。 （ 3 ）轴承装配可采用热套法和冷装配法。 二、注意事项 1 、拆移电机后，电机底座垫片要按原位摆放固定好，以免增加钳工对中的工作量。 2 、拆、装转子时，一定要遵守要点的要求，不得损伤绕组，拆前、装后均应测试绕组绝缘及绕组 通路。 3 、拆、装时不能用手锤直接敲击零件，应垫铜、铝棒或硬木，对称敲。 4 、装端盖前应用粗铜丝，从轴承装配孔伸入钩住内轴承盖，以便于装配外轴承盖。 5 、用热套法装轴承时，只要温度超过 100 度，应停止加热，工作现场应放置 1211 灭火器。 6 、清洗电机及轴承的清洗剂（汽、煤油）不准随使乱倒，必须倒入污油井。 7 、检修场地需打扫干净。
电动机基本知识
电动机是一切设备动力之本源,是电力拖动的 根本基础.深入到电知识的海洋必须从学习掌握 电动机基本知识入手.电工的实操能力也体现在 掌握电动机维护维修技能的水平上.
电动机分类
➢ 按电压等级分为高压电动机和低压电动机； ➢ 按电能种类分为直流电动机和交流电动机； ➢ 从电动机的转速与电网电源频率之间的关系来分类可分为
➢ 按结构及工作原理分类 电动机按结构及工作原理可 分为异步电动机和同步电动机。
➢ 同步电动机还可分为永磁同步电动机、磁阻同步电 动机和磁滞同电动机。
➢ 异步电动机可分为感应电动机和交流换向器电动机。 感应电动机又分为三相异步电动机、单相异步电动 机和罩极异步电动机。交流换向器电动机又分为单 相串励电动机、交直流两用电动机和推斥电动机。
➢ 直流电动机按结构及工作原理可分为无刷直流电动机和有 刷直流电动机。有刷直流电动机可分为永磁直流电动机和 电磁直流电动机。电磁直流电动机又分为串励直流电动机、 并励直流电动机、他励直流电动机和复励直流电动机。永 磁直流电动机又分为稀土永磁直流电动机、铁氧体永磁直 流电动机和铝镍钴永磁直流电动机。
同步电动机的原理
➢ 同步电动机是属于交流电机，定子绕组 与异步电动机相同。它的转子旋转速度与 定子绕组所产生的旋转磁场的速度是一样 的，所以称为同步电动机。正由于这样， 同步电动机的电流在相位上是超前于电压 的，即同步电动机是一个容性负载。为此， 在很多时候，同步电动机是用以改进供电 系统的功率因素的。
➢ 三相供电系统具有很多优点，为各国广泛采用。在发电方面，相同尺 寸的三相发电机比单相发电机的功率大，在三相负载相同的情况下， 发电机转矩恒定，有利于发电机的工作；在传输方面，三相系统比单 相系统节省传输线，三相变压器比单相变压器经济；在用电方面，三 相电容易产生旋转磁场使三相电动机平稳转动。
电动机:实践--理论
异步电动机结构和拆装
➢ 一、操作技术要点 1 、拆卸异步电动机 （ 1 ）拆卸电动机之前，必须拆 除电动机与外部电气连接的连线， 并做好相位标记。 （ 2 ）拆卸步骤 a 、带轮或联轴器； b 、前轴承 外盖； c 、前端盖； d 、风罩 e 、风扇； f 、后轴承外盖； g 、 后端盖； h 、抽出转子； i 、前 轴承； j 、前轴承内盖； k 、后 轴承； l 、后轴承内盖。
➢ 三相交流电的表示法
➢ 通常，我们把三相电源及负载的 三相交流电动势、电压和电流统称 为三相交流电，而把大小相等、频 率相同、相位上互差120°的三相 交流电动势、电压和电流统称为对 称三相交流电。
➢ 三相交流电有如下几种表示方法： ➢ 瞬时表达式
➢ 相量表示式
➢ 波形图表示
➢ 相量图表示
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一、三相异步电动机的旋转原理
➢ 定位标记，用专用位具将皮带轮或联轴器慢慢位出。拉时要注意皮带 轮或联轴器受力情况务必使合力沿轴线方向，拉具项端不得损坏转子 轴端中心孔。 （ 4 ）拆卸端盖、抽转子 拆卸前，先在机壳与端盖的接缝处（即止口处）作好标记以便复位。 均匀拆除轴承盖及端盖螺栓拿下轴承盖，再用两个螺栓旋于端盖上两 个项丝孔中，两螺栓均匀用力向里转（较大端盖要用吊绳将端盖先挂 上）将端盖拿下。（无顶丝孔时，可用铜棒对称敲打，卸下端盖，但 要避免过重敲击，以免损坏端盖）对于小型电动机抽出转子是靠人工 进行的，为防手滑或用力不均碰伤绕组，应用纸板垫在绕组端部进行。
➢ 作电动机运行的三相异步电机。三相异步电动机转子的转 速低于旋转磁场的转速，转子绕组因与磁场间存在着相对 运动而感生电动势和电流，并与磁场相互作用产生电磁转 矩，实现能量变换。与单相异步电动机相比，三相异步电 动机运行性能好，并可节省各种材料。
➢ 按转子结构的不同，三相异步电动机可分为笼式和绕线式 两种。笼式转子的异步电动机结构简单、运行可靠、重量 轻、价格便宜，得到了广泛的应用，其主要缺点是调速困 难。绕线式三相异步电动机的转子和定子一样也设置了三 相绕组并通过滑环、电刷与外部变阻器连接。调节变阻器 电阻可以改善电动机的起动性能和调节电动机的转速。
熟悉三相交流电
➢ 三相交流电产生于交流发电机，电机旋转一周360度，线 圈切割磁场中的磁力线从而感应出电流，电流变化一个周 期，合成磁场在空间也旋转了一周。电流继续变化，磁场 也不断地旋转，即三相电流通过定子绕组所产生的合成磁 场,是随电流的交变而在空间旋转的磁场。 三相电应是工 厂用的三相动力线，是三根火线，火线之间的电压是 380V，而每根火线与零线是220V,也就是我们用的市电。 三根火线相位不同，相差120度。家庭实际上用的是一相 火线加零线。就如，家庭用的三脚插头，它实际上是一个 火线，一个零线和一个地线。一个火线和一个零线构成用 电器的电源，一个地线实际上是不接入用电电路的，他接 入用电器的外壳，一旦用电器发生漏电现象地线可以将电 流泄入大地，防止发生人员的触电。如果家庭装有漏电保 护器可马上将电源掐断。
同步电动机与异步电动机； ➢ 按电源相数来分类可分为单相电动机和三相电动机； ➢ 按防护型式可分为开启式、防护式、封闭式、隔爆式、防
水式、潜水式； ➢ 按安装结构型式可分为卧式、立式、带底脚、带凸缘等 ➢ 按绝缘等级可分为E级、B级、F级、H级等。 ➢ 按其功能可分为驱动电动机和控制电动机；
➢ 按工作电源分类 根据电动机工作电源的不同，可分 为直流电动机和交流电动机。其中交流电动机还分 为单相电动机和三相电动机。