电动机相关知识1
直流电动机第一章第2节
• 第六步：放置电刷。在展开图中，直流电机的电 刷与换向片的大小相同，电刷数与主磁极数相同， 放置电刷时应使正负电刷间的感应电动势最大， 或被电刷短路的元件感应电动势最小。当把电刷 放置在主磁极的几何中心线处，被电刷短路元件 的感应电动势为零，同时正负电刷间的电动势也 最大。电枢按图示方向转动，电刷间的电动势方 向根据右手定则可判定为A1、A2为正，B1、B2 为负。单迭绕组的完整展开图见图1.12。 • 在实际生产过程中，直流电机电刷的实际位置是 电机制造好后通过实验的方法确定的。
原理：串联电阻分压比变化。 如图1.20所示，正常时线圈电阻 较小，可变电阻R电压降大，电压表指 示值较小。若线圈出现断路故障，所 有电压均降落在线圈上，电压表指示 为电源电压值，故能判断故障在线圈。
• 因此，由上式可得换向节距为 • K 1 yk • （1-10） P • 在上式中，正负号的选择首先应满足使yK为整 数，其次考虑选择负号。选择负号时的单波绕组 称为左行绕组，左行绕组端部迭压少。单波绕组 的合成节距与换向节距相同，即第二节距y2 • y2 y1 y • （1-11）
绕组画法和节距
电枢绕组大多做成双层绕组，将线圈的一个有 效边放在槽的上层，称做上层边（画成实线）；另 一个有效边放在有一定距离的另一槽的下层，称做 下层边（画成虚线），如图1.11所示。
图1.11 绕组画法和节距
1.2 直流电机的电枢绕组
电枢绕组的线圈数和换向片数、槽数之间应 有如下的关系：因为每一个线圈有两个边，而每 一换向片总是把一个线圈的尾端与紧跟的另一个 线圈的首端焊接在一起，因此，线圈数与换向片 数相等；如果电枢铁心每个槽内只安排一个上层 边和一个下层边（称为一个单元槽），这样，线 圈数又与单元槽数相等。由此可知，一台直流电 机的线圈数S与换向片数K、槽数Z之间有如下关 系 S=K=Z （1-3）
简单电动机的工作原理
简单电动机的工作原理《简单电动机的工作原理》1. 引言你有没有想过，家里那些嗡嗡作响的电器，像风扇、洗衣机里的电机，它们到底是怎么动起来的呢？今天啊，咱们就来好好扒一扒简单电动机工作原理的这个事儿。
这篇文章呢，咱们会从基本概念说起，一步步讲到它在日常生活和高级技术领域的应用，还会谈谈常见的问题和误解，最后再补充点相关的有趣知识，让你对电动机的原理有个透彻的了解。
2. 核心原理2.1基本概念与理论背景简单电动机的基础理论其实就是电磁感应原理。
这个原理可是有年头了，最早由英国科学家迈克尔·法拉第发现。
法拉第发现，当一个导体在磁场中做切割磁感线运动的时候，这个导体中就会产生电流，反过来，通电的导体在磁场中也会受到力的作用而运动。
这就像是一个相互的约定，磁场和电就这么关联起来了。
那什么是磁场呢？你可以把磁场想象成一种看不见摸不着的“力量场”，就像地球周围有引力场一样，磁铁周围就有磁场。
这个磁场有方向，有大小。
而电流呢，简单说就是电子的定向移动。
当这两者碰到一起，就会产生奇妙的现象。
2.2运行机制与过程分析咱们来详细说说电动机工作的过程。
首先要有一个磁场，这个磁场可以由永磁体提供，就像咱们常见的小磁铁。
然后呢，有一个通电的线圈。
当电流通过这个线圈的时候，根据电磁感应原理，这个通电线圈就相当于一个小磁铁，有了自己的南北极。
这时候，这个通电线圈产生的磁场和原来永磁体的磁场就会相互作用。
你可以想象成两个有脾气的人在互相推搡。
如果把永磁体的磁场想象成固定的一堵墙，通电线圈产生的磁场就像是一个想推开墙的力。
由于同性相斥、异性相吸，这个通电线圈就会受到一个力的作用，开始转动起来。
比如说，就像一个小磁针在磁场里会转动一样，通电线圈也会根据磁场的方向转动。
但是呢，这个转动不会一直持续下去，如果不做任何改变，它可能转半圈就卡住了。
为了让它持续转动，就需要改变电流的方向，这就是换向器的作用。
换向器就像是一个聪明的小开关，它能在合适的时候改变电流的方向，让线圈持续受到合适的力，从而不停地转动。
机电复习 (1)
第一章1.机电传动系统的发展大体经历了承租拖动、单电动机拖动和多电动机拖动三个阶段。
第二章1.单轴机电传动系统的实用动力学方程：2d 375M L GD nT T dt-=。
2. 动力学方程中符号的约定：电动机电磁转矩M T 与转速n 的方向一致时为正；负载转矩L T 与转速n 的方向相反时为正。
3.一般将电动机轴上的负载转矩与转速之间的函数关系称为生产机械的机械特性（负载特性），即n ()L f T =。
4.恒转矩型负载的机械特性这类机械特性的特点是负载转矩为常数，负载转矩与转速无关。
根据负载转矩与运动方向的关系，可以将恒转矩型的负载转矩分为反抗转矩和位能转矩。
（1） 反抗转矩负载反抗转矩也称摩擦转矩，是因为摩擦、非弹性体的压缩、拉伸与扭转等作用所产生的。
这类负载的转矩大小不变，单方向恒与运动方向相反，总是阻碍系统的运动。
曲线如图8-6，在M L D T T T =+中，L T 的符号总是正的。
（2）位能转矩负载这类负载的大小不变，作用方向与运动方向无关。
是因为物体的重力、弹性体的压缩、拉伸与扭转等作用所产生的。
曲线如图8-7，在M L D T T T =+中，L T 的符号总有时为正，有时为负。
5.通风机负载特性通风机负载转矩的大小与转速的平方成正比，即2L T Cn ，曲线如图：6.所谓系统的稳定运行包含两重含义：一是系统能以一定的速度匀速运转；二是系统受到某种外部干扰（如电压波动、负载转矩波动等）后，速度稍有变化，会离开平衡位置，但在新的条件下可达到新平衡，或者在干扰消除后系统能够恢复到原来的运行速度。
7.判断系统稳定运行点的条件如下：（1）电动机的机械特性曲线与生产机械的机械特性曲线有交点，即电动机轴上的拖动转矩和折算到电动机轴上的负载转矩大小相等，方向相反，互为平衡。
（2）当转速大于平衡点对应的转速时，有M L T T <；当转速小于平衡点对应的转速时，有M L T T >。
异步电动机的工作原理-1要点
异步电机分析第一节异步电动机的工作原理1．、转差，转差率（为什么叫异步电动机？）∙切割磁力线是产生转子感应电流和电磁转矩的必要条件。
∙转子必须与旋转磁场保持一定的速度差，才可能切割磁力线。
∙旋转磁场的转速用n1表示，称为同步转速；转子的实际转速用n表示，转差Δn=n1-n。
∙转差率：∙转差率是异步电动机的一个基本变量，在分析异步电动机运行时有着重要的地位。
o起动瞬间，n = 0,s=1o理想空载运行时：n=n1,s=0o作为电动机运行时，s的范围在0---1之间。
o转差率一般很小，如s = 0.03。
o制动运行时，电磁转矩方向与转速方向相反，即n1与n反向，s>1o发电运行时，n高于同步转速n1,s<0.∙根据转差率可以区分异步电动机运行状态：∙2．电势平衡方程式1、定子绕组电势平衡方程式∙定子绕组接到交流电源上，与电源电压相平衡的电势（压降）包括：∙主电势（感应电势）：o定子绕组通入三相对称交流电流时，将会产生旋转的主磁通，同时被定子绕组和转子绕组切割，并在其中产生感应电势。
o定子绕组感应电势的有效值：∙漏磁电势（漏抗压降）o定子漏磁通：仅与定子绕组相匝链。
o漏抗压将：∙电阻压降：∙定子电势平衡方程式：2、转子绕组的电势及电流∙转子绕组的感应电势o转子绕组切割主磁通的转速▪主磁通以同步速度旋转▪转子以转速n旋转▪转子绕组导体切割主磁通的相对转速为(n1-n)=sn1o转子绕组中感应电势的频率：▪公式：▪结论：由于s很小，转子感应电势频率很低。
0.5-3Hzo转子感应电势的有效值▪公式：▪感应电势与转差率正比。
▪对绕线式异步电机，转子绕组每相串联匝数，相数计算方法同定子绕组的计算。
▪对笼型转子来说，由于每个导条中电流相位均不一样，所以，每个导条即为一相，可见相数等于导条数即转子槽数；每相串联匝数为半匝即1/2。
▪注意转子不动时（s=1)时的感应电势与转子旋转是感应电势的关系。
∙转子绕组的阻抗o由于转子绕组是闭合的，所以有转子电流流过。
电机与拖动技术直流电机的基本知识(1)
定子
转子
这是一台直流电机的结构装配图和结构 剖面图。旋转电机都是由定子和 转子两大部分组成，每一部分也都由 电磁部分和机械部分组成，以便满足 电磁作用的条件，换向极用来改善换向 。
定子：
主磁极、机座、换向极、端盖和电刷装置等部件组成 。
主磁极 主磁极的作用是建立主磁场。绝大多
数直流电机的主磁极不是用永久磁铁而是由励 磁绕组通以直流电流来建立磁场。主磁极由主 磁极铁心和套装在铁心上的励磁绕组构成。主 磁极铁心靠近转子一端的扩大的部分称为极靴， 它的作用是使气隙磁阻减小，改善主磁极磁场 分布，并使励磁绕组容易固定。为了减少转子 转动时由于齿槽移动引起的铁耗，主磁极铁心 采用1～1.5mm的低碳钢板冲压一定形状叠装固 定而成。主磁极上装有励磁绕组，整个主磁极 用螺杆固定在机座上。主磁极的个数一定是偶 数，励磁绕组的连接必须使得相邻主磁极的极 性按 N，S 极交替出现。
电机运用与训练
电气工程系自动化教研室
李靖
项目1：直流电机的运行与维护
项目目标
熟悉直流电机的基本工作原理与结构 掌握直流电机的运行原理和运行特性 掌握直流电动机电力拖动技术 具备直流电机拆装与维修能力 具备直流电机故障检测和排查的能力
单元1：直流电机的基本知识(1)
概述
与异步电动机相比，直流电动机的结构复杂，使 用和维护不如异步机方便，而且要使用直流电源。
二 直流电机的电枢绕组简介
1 直流枢绕组基本知识
电枢绕组是直流电机的一个重要部分，电机中机电能量的转换就是通过 电枢绕组而实现的，所以直流电机的转子也称为电枢。
元件：构成绕组的线圈称为绕组元件，分单匝和多匝两种。
所谓单匝元件，就是每个元件的元件边（一个元件 有两个元件边）里仅有一根导体。对多匝元件来说， 一个元件边里就不止一根导体了，左图就是一个多 匝元件。
微电机基础知识一
直流微电机基础知识（一）
编写：Bingo
z 直流微电机基础知识（一） -----微电机常识
z 直流微电机基础知识（二） -----微电机运转原理
z 直流微电机基础知识（三） -----ST/BH装配工艺流程
z 直流微电机基础知识（四） -----RO装配工艺流程
z 直流微电机基础知识（五） -----总装及测试工艺流程
★ 什么是微电机？
z 微型电机是体积小、重量轻、能满足多种使用 要求的小功率电机（目前达真生产的微电机一 般在几十瓦以下）。全称微型特种电机（也叫 微特电机），简称微电机。
z 微电机也称电机（俗称马达），在电路中用字 母“M” 表示。它的主要作用是产生驱动力矩， 作为用电器或小型机械的动力源。
★ 什么是微电机？
★ 微电机型号表示意义
RS-260RA-07780
※ 260电机 ※ 圆形机壳 ※ 碳刷 ※ 扇形磁瓦 ※ 塑料端盖 ※ 直径0.07mm的漆包线 ※ 漆包线绕了780匝
★ 微电机的组成
z 电机基本由三个组件构成，分别为： 转子、 定子、 后盖
电机转子：也是电机中的旋转组件。 电机定子：为整个电机提供支撑的组件。 电机后盖：为电机电刷提供一个支撑。
而且同一个电机在不同的工作电压下，电机的工作电流 及转速也不一样。
比如：260CB电机在12V工作电压下，电流为35MA，转 速为3900转/分钟，当电压变为9V时，电流为28mA，转 速则只有2800转/分钟，而当电压变为24V时，电机运转 数秒后严重发烫并烧毁，同时还会烧毁测试仪器。
因此要明确的了解电机的额定电压。
z 电动机是一种把电能转换为机械能的装置。 z 多数电动机是利用磁场的同极相斥，异极相吸以及
第1章直流电机
1.1 直流电机的基本工作原理与结构 1.2 直流电机电枢绕组简介 1.3 直流电机的电枢反应 1.4 直流电机的电枢电动势和电磁转矩 1.5 直流电机的换向 1.6 直流发电机 1.7 直流电动机
思考题与习题
第1章 直流电机
1.1 直流电机的基本工作原理和结构
测速
电源
励磁机 伺服
第1章 直流电机
合成磁势曲线
饱和时磁阻 不为常数不 能简单叠加
电枢磁场磁通 密度分布曲线
Bx
主磁场的 磁通密度 分布曲线
B0 x
Bax
不饱和两条曲线逐点叠 加后得到负载时气隙磁 场的磁通密度分布曲线
物理中性线偏离几何中性线
第1章 直流电机
二、当电刷不在几何中性线上时
电刷从几何中性线偏 移 角，电枢磁动势 轴线也随之移动 角，如图(a)(b)所示。
第1章 直流电机
1.1.1 直流电机的主要结构
第1章 直流电机
直流电机截面图
第1章 直流电机
直流电机主磁极
第1章 直流电机
换向极
换向极是安装 在两相邻主磁 极之间的一个 小磁极，它的 作用是改善直 流电机的换向 情况，使电机 运行时不产生 有害的火花。
第1章 直流电机
电刷装置
电刷装置—— 电刷装置是电 枢电路的引出 （或引入）装 置
电机运行时，所有物理量与额定值相同——电机运 行于额定状态。电机的运行电流小于额定电流——欠载 运行；运行电流大于额定电流——过载运行。长期欠载 运行将造成电机浪费，而长期过载运行会缩短电机的使 用寿命。电机最好运行于额定状态或额定状态附近，此 时电机的运行效率、工作性能等比较好。
第1章 直流电机
第1章 直流电机
1、电机基础知识
电机基础知识简介一、电机的种类电机：也称电动机，俗称马达，是将电能转换成机械能的装置，广泛应用于现代各种机械中作为驱动。
1、按照电源性质的分类2、按照应用场合的分类：防爆电机、高原电机等3、按照工作频率的分类：普通电机、变频电机4、按照机座号的分类：中小型交流电机，即中心高为630mm及以下，或定子铁芯外径为990mm以下的电机；大型交流电机，即中心高为630mm以上，或定子铁芯外径为990mm以上的电机。
5、按转子结构分类异步电机又分为绕线型异步电动机和鼠笼型异步电动机。
二、交流电机交流电机基本原理交流电机是一种用来实现电能和机械能相互转换的旋转电磁机械。
交流电机进行能量转换时，必须具备能做相对运动的两大部件：定子：静止不动的部分，用来建立磁场；转子：旋转运动的部分，用来产生感应电动势，并流过工作电流的被感应部件定、转子之间有空气隙，以便转子旋转。
1、直流电机的优点1.直流电机具有良好的启动特性和调速特性2直流电机的转矩比较大3维修比较便宜4直流电机的直流相对于交流比较节能环保2、直流电机的缺点1直流电机制造比较贵2有碳刷1、交流电机的优点1交流电机制造比较便宜2矢量变频技术的发展,已经可以用变频电机模拟成直流电3相对于直流电机在结构简单、维护容易、对环境要求低以及节能和提高生产力等方面具有足够的优势,使交通运输、国防以及日常生活之中2、交流电机的缺点交流电机的启动性和调速性较差1）、同步电机同步电机的主要运行方式有三种,即作为发电机、电动机和补偿机运行。
作为发电机运行是同步电机最主要的运行方式,作为电动机运行是同步电机的另一种重要的运行方式。
同步电动机的功率因数可以调节,在不要求调速的场合,应用大型同步电动机可以提高运行效率。
近年来,小型同步电动机在变频调速系统中开始得到较多同步电机还可以接于电网作为同步补偿机。
这时电机不带任何机械负载,靠啁节转子中的励磁电流向电网发出所需的感性或者容性无功功率,以达到改善电网功率因数或者调节电网电压的目的2）、异步电机异步电机是一种交流电机,其负载时的转速与所接电网的频率之比不是恒定关系。
直流电机知识
作动力用:直流电动机将直流电能转化为机械能直流测速发电机将机械信号转换为电信信号传递-直流伺服电动机将控制电信号转换为机械信号1-1 直流电机工作原理一、原理图(物理模型图)磁极对N、S不动, 线圈（绕组）abcd 旋转, 换向片1、2旋转, 电刷及出线A、B不动二、直流发电机原理（机械能--->直流电能）( Principles of DC Generator)1.原动机拖动电枢以转速n(r/min)旋转；2.电机内部有磁场存在；或定子（不动部件）上的励磁绕组通过直流电流(称为励磁电流I f)时产生恒定磁场（励磁磁场，主磁场） (magnetic field, field pole)3.电枢线圈的导体中将产生感应电势 e = B l v ，但导体电势为交流电，而经过换向器与电刷的作用可以引出直流电势E AB，以便输出直流电能。
（看原理图1，看原理图2）(commutator and brush)1.问题1-1：直流电机电枢单个导体中感应电势的性质？2.问题1-2：直流电机通过电刷引出的感应电势的性质？3.看直流发电机原理动画4.问题1-3：直流发电机如何得到幅值较为恒定的直流电势？5.为了得到稳定的直流电势，直流电机的电枢圆周上一般有多个线圈分布在不同的位置，并通过多个换向片联接成电枢绕组。
以前曾使用环形绕组.6.问题1-4：环形绕组的缺点是什么？三. 直流电动机的原理 ( Principies of DC Motor)1.将直流电源通过电刷和换向器接入电枢绕组，使电枢导体有电流i a通过。
2.电机内部有磁场存在。
3.载流的转子（即电枢）导体将受到电磁力 f 的作用 f = B l i a（左手定则）4.所有导体产生的电磁力作用于转子可产生电磁转矩，以便拖动机械负载以n(r/min)旋转。
5.结论：直流电机的可逆性原理：同一台电机，结构上不作任何改变，可以作发电机运行，也可以作电动机运行。
九年级物理下电动机知识点
九年级物理下电动机知识点电动机是我们日常生活中经常使用的一种电器，它能够将电能转变为机械能，广泛应用于工业生产和家用电器中。
在九年级物理下学期，我们将学习有关电动机的相关知识。
一、电动机的工作原理电动机是利用电流通过线圈产生磁场，与永磁体或其他磁体的相互作用而产生转动力矩的装置。
其工作原理可以分为直流电动机和交流电动机两种类型。
直流电动机是利用电流的方向不断变化，使线圈内的磁极不断变化，从而产生转动力矩。
而交流电动机则利用交流电的周期性变化，使得线圈内的磁场方向和大小也在变化，从而实现转动。
二、电动机的构成和分类电动机一般由定子、转子和电刷等组成。
其中，定子是电动机的固定部分，由线圈和铁芯构成，起到产生磁场的作用。
而转子则是电动机的旋转部分，也是电动机的动力来源。
电刷则用于与转子接触，传递电流。
按照电源类型的不同，电动机可以分为交流电动机和直流电动机。
按照转子的结构和工作场所不同，还可以分为三相异步电动机、单相异步电动机、直流电动机等。
三、电动机的应用领域电动机在现代社会的各个领域都有广泛应用。
在工业方面，电动机主要用于机械设备的驱动，如输送带、机床、风扇等。
在交通运输方面，电动机被广泛应用于汽车、火车和船舶等交通工具中。
在家庭生活中，电动机则被用于各种电器，如洗衣机、冰箱、电风扇等。
四、电动机的效率和能源利用电动机的效率是指电能转化为机械能的比例。
一般来说，电动机的效率会受到损耗的影响。
损耗主要包括电阻损耗、磁致伸缩损耗、涡流损耗、定子铁心损耗和风阻损耗等。
为了提高电动机的效率，我们可以通过减小损耗、改进设计等方法来提高电动机效率。
电动机的能源利用也是一个重要的问题。
随着能源危机的日益严峻，高效利用能源变得越来越重要。
我们可以通过优化电动机的设计、提高电动机的效率来降低能源消耗。
此外，还可以通过采用可再生能源，如太阳能和风能，来替代传统的非可再生能源，实现绿色能源的利用。
五、电动机的发展趋势随着科技的不断进步和社会的发展，电动机也在不断发展。
1电动机基本知识详解
绪论
1870 年格拉姆 (1826 ～ 1901) 将 T 形电枢绕组改为环 形电枢绕组 , 发明了直流发电机 , 在设计上 , 直流发电 机和电动机很相似。 后来 ,格拉姆证明向直流发动机输入电流 ,其转子会 象电动机一样旋转。于是,这种格拉姆型电动机大量
种各样的电机迅速发展起来。
绪论
1896 年，特斯拉的两相交流发电机在尼亚拉发电厂 开始劳动营运， 3750KW ， 5000V 的交流电一直送到 40公里外的布法罗市。
1902 年瑞典工程师丹尼尔森首先提出同步电动机构
想。 近代交流电机、直流电机迅速发展，种类繁多。
绪论
0.2 一、电机的作用
电机在国民经济中的作用
煤8．31亿吨以上。
但我国电机系统运行效率比国外先进水平低25～30％，如
果能改造现有电机系统的一半，使之平均提高运行效率25 ％，与2008年统计比，则可年节约用电2575亿千瓦时以上， 折合标煤1．04亿吨以上，还将节约建电站的投资和相应配 套设施的投资，大大减少温室气体排放。
绪论
HPU永磁直线电机驱动的水平运输系统
绪论
1876年,雅布洛奇科夫用交流发电机为其 “ 电烛 ” 供电，是交流电用于照明的开始。不久出现了原始型 式的同步发电机和变压器。 1879年,英国人拜依莱用依次变动四个磁极上的励磁 电流得到旋转磁场。 1882-1885年,匈牙利工程师代里等3人首创变压器。 1885年,费拉里斯提出两相交流感应电动机的模型。
电机
直线感应电机 直线同步电机
第一章直流电机
《电机及拖动基础》直流电机
例1-3 一台直流发电机， PN=10KW，UN=230V， nN=2850r/min，N=85%。求其额定电流和额定负 载时的输入功率。 。
解
IN PN U
N
10 10 230
3
A 43 . 48 A
P1
PN
N
10 10 0 . 85
3
W 11760 W 11 . 76 kW
势的单位为V。 可见：对已制成的电机, Ea正比于每极磁通和转速n；
另：转矩常数CT与电势常数Ce之间有固定的比值关系：
CT／Ce＝(N· p/2a)/(N· p/60a)=9.55
《电机及拖动基础》直流电机
例1-6 一台直流发电机，2p=4，电枢绕组为单叠绕组， 电枢总导体数N=216，额定转速nN=1469r/min，每极磁 通Φ =2.2× 10-2Wb，求： 1）此发电机电枢绕组的感应电动势。 2）此发电机若作为电动机使用，当电枢电流为800A 时，能产生多大电磁转矩？ 解
《电机及拖动基础》直流电机
例1-4 一台直流电动机，PN=17KW，UN=220V， nN=1500r/min，N=83%。求其额定电流和额定负 载时的输入功率。 解
IN PN U N N 17 10
3
220 0 . 83
3
A 93 . 1 A
P1
PN
N
17 10 0 . 83
《电机及拖动基础》直流电机
二、直流电机的基本结构
直流电机的径向剖面示意图
直流电机的结构图
1-电枢铁心 2-主磁极 3-励磁绕组 4电枢齿 5-换向极绕组 6-换向极铁心 7-电枢槽 8-底座 9-电枢绕组 10-极 掌(极靴） 11-磁轭（机座）
电动机基础知识介绍课件
电动机的转子
转子是电动机的旋转部分，装有导条和端环，通电后与定 子磁场相互作用产生旋转力矩。
转子由铁心、导条和端环等部件组成，导条和端环通常用 铜或铝制成。转子通过轴承安装在定子内，与定子磁场相 互作用产生旋转力矩。
电动机的轴承
轴承是支撑电动机转子的部件，起到 减小摩擦和磨损的作用。
轴承通常采用滚动轴承或滑动轴承， 滚动轴承由内圈、外圈和滚动体组成 ，滑动轴承则由轴瓦和润滑油组成。 轴承的选择和使用对电动机的性能和 寿命有很大影响。
伺服电动机是一种能够快速响应控制信号并精确地执行运动的电动机。它通常配备有编码器或其他反馈装置，以实现精确的 速度和位置控制。伺服电动机广泛应用于各种自动化设备和控制系统。
03
电动机的组成结构
电动机的定子
定子是电动机的主要组成部分，负责产生磁场，通常由铁心 和绕组组成。
定子由硅钢片叠压而成，中心有励磁绕组，通电后产生磁场 。定子固定在电动机机座上，并通过轴承支撑转子。
电动机的绕组
绕组是电动机中用来传输电流的线圈，通常由绝缘导线绕制而成。
绕组按照一定的规律嵌装在定子槽内，通电后产生磁场。绕组是电动机中的重要部分，其设计和制造 质量直接影响电动机的性能和可靠性。
电动机的换向器
换向器是直流电动机特有的部件，用 于实现电流方向的改变。
VS
换向器由多个换向片组成，固定在转 轴上，与电刷接触。当直流电流通过 换向器时，由于换向片的旋转，电流 方向发生改变，从而实现电动机的正 常运转。换向器的制造精度和使用寿 命对电动机的性能有很大影响。
04
电动机的性能参数
额定功率
电动机在额定电压和额定电流下能够长时间 正常工作的功率。
额定功率是电动机的一个重要性能参数，它 表示电动机在正常工作条件下能够输出的最 大功率。额定功率的选取应当根据实际需求 来选择，过大或过小的额定功率都会影响电
第1章 直流电机的结构与工作原理
讲稿No 1讲稿No 2讲稿No 3讲稿No 4技术课将起到很大的帮助。
本课程的主要内容是结合电机的基本结构，介绍电机的基本工作原理，分析电机内部的电磁关系和规律，在定性分析的基础上，根据电磁定律导出电机各电、磁量的关系，对电机进行定量分析。
最后，应用基本理论，分析一些运行中遇到的问题，从而找出处理方法。
5. 学习本课程应注意的几点根据本课程的性质和特点，学习时应注意以下几点：(1) 要注意理论联系实际。
在理论学习时，要联系电机的结构和所发生的电磁或机械运动现象进行分析，把理论知识应用于实际问题的分析中，不能只满足于表面的理解。
(2) 应抓住重点，深刻理解基本概念和基本理论，注意区别各类电机的同、异点。
善于掌握规律，学会综合分析，解决各种问题。
(3)教案用纸No 5讲 稿No 61、定子定子由主磁极、换向极、电刷装置、机座等组成。
（1）主磁极白银矿冶职业技术学院讲稿No 7）电刷装置白银矿冶职业技术学院讲稿No 8电刷的作用是：与换向器配合引入、引出电流。
（4）机座和端盖机座的作用是固定主磁极等部件，同时也是磁路的一部分。
白银矿冶职业技术学院讲稿No 9量电机中，气隙为0.5～3mm。
其大小对电机性能有很讲稿No10当原动机驱动电机转子逆时针旋转180°后，导体ab在S极下，a点低电位，b点高电位；导体cd在N极下，c点低电位，d点高电位；电刷A极性仍为正，电刷B极性仍为负。
白银矿冶职业技术学院讲稿No 11左向右。
该电磁力形成逆时针方向的电磁转矩。
当电磁转矩大于阻转矩时，电机转子逆时针方向旋转。
当电枢旋转到下图所示位置时，原N极性下导体ab极下，受力方向极下导极下，受力方向从右向左。
该电白银矿冶职业技术学院教案用纸No12讲稿No 13白银矿冶职业技术学院讲稿No 14电枢实际槽数。
叠绕组是指相串联的后一个元件端接部分紧叠在前一个元件端接部分的上面，整个绕组1.2.2 电枢绕组的节距．极距极距就是一个磁极在电枢表面的空间距离πZD白银矿冶职业技术学院讲稿No 15白银矿冶职业技术学院讲稿No 16讲稿No 17、单叠绕组的并联支路图画出元件的连接及有关的换向片和电刷，就成了绕组的并联支路图。
电动机的控制(一)--接触器
电动机的控制（一）——接触器这里讲交流控制的电动机，其中最核心的部件就是接触器。
交流接触器的组成：1、电磁系统：包括吸引线圈、上铁芯（动铁芯）和下铁芯（静铁芯）。
2、触头系统：包括三付主触头和两个常开、两个常闭辅助触头（或多个），它和动铁芯是连在一起互相联动的。
主触头的作用是接通和切断主回路。
而辅助触头则接在控制回路中，以满足各种控制方式的要求。
3、灭弧装置：接触器在接通和切断负荷电流时，主触头会产生较大的电弧，容易烧坏触头，为了迅速切断开断时的电弧，一般容量较大的交流接触器装置有灭弧装置。
4、其他部件还有支撑各导体部分的绝缘外壳、各种弹簧、传动机构、短路环、接线柱等。
工作原理和用途：交流接触器的工作原理是：吸引线圈和静铁芯在绝缘外壳内固定不动，当线圈通电时，铁芯线圈产生电磁吸力，将动铁芯吸合。
由于触头系统是与动铁芯联动的，因此动铁芯带动三条动触片同时运动，触点闭合，从而接通电源。
当线圈断电时，吸力消失，动铁芯联动部分依靠弹簧的反作用而分离，使主触头断开，切断电源。
交流接触器可以通断启动电流，但不能切断短路电流，即不能用来保护电气设备。
适用于电压为1KV及以下的电动机或其他操作频繁的电路，作为远距离操作和自动控制，使电路通路或断路。
不宜安装在有导电性灰尘、腐蚀性或爆炸性气体的场所。
几种交流接触器的外形图电动机的控制（二）——接触器交流接触器解剖图1交流接触器解剖图2原理缩略图动作过程：线圈通电→衔铁被吸合→触头闭合→电机接通电源其中左边三副触点为主触头，由于此状态为接触器已吸合，因此第四副为常开，第五副为常闭触点原理缩略图（接触器未动作时）简单的接触器控制整图电动机的控制（三）——接触器电动机控制图中关于接触器的有关符号接触器线圈接触器主触头——用于主电路（流过的电流大，需加灭弧装置）接触器辅助触头——用于控制电路（流过的电流小，无需加灭弧装置）接触器控制对象：电动机及其他电力负载接触器主要技术指标：额定工作电压、电流、触点数目电动机的控制（四）——热继电器下面再讲一个电动机常用的普通保护电器：热继电器，俗称热耦工作原理：热继电器是利用电流的热效应原理来切断电路以保护电器的设备。
同步电机的基本知识及结构(1)
同理：p 对极转子旋转一周，导体感应电动势变化 p个周波。
交流电动势的频率: f pn (Hz)
60
2 同步电动机工作原理：在定子三相绕组上加上三相对称交
流电压。三相交流电流流过定于绕组，会在电机里产生旋转
磁场，当励磁绕组加上直流励磁电流时，转子好象是一个磁
铁，于是旋转磁场带动这个磁铁，按旋转磁场的转向和转速
旋转，从而实现把电能转换成机械能的目的。这时转子的转
速为：
n 60 f (r / min) p
总结：同步电机无论作为发电机还是电动机运行，当极数 一定时，它的转速和频率之间保持严格不变的关系，用电 机专业术语说，叫做“同步”，所以这种电机叫同步电机
jiegou
§7-3 同步电机的基本类型及结构
一、同步电机的分类 1）按转子形状分类：（1）凸极式；（2）隐极式。
（a）凸极式
（b）隐极式
2）按旋转部位分类：（1）旋转磁极式；
（2）旋转电枢式。
3）按励磁来源分类：（1）永磁同步电机运行方式分类：
1）发电机
1）汽轮发电机—原动机为汽轮机。 2）水轮发电机—原动机为水轮机。 3）其他原动机带动的发电机—柴油发电机、 风力发电机等。
§7-2 同步电机的基本工作原理
N
S
S
N
N
S
S
（a）凸极式
（b）隐极式
基本工作原理
当同步电机作为发电机运行时，用一台原动机拖动转子
旋转，转子励磁绕组中通入直流电，从而在气隙中产生一
个旋转的磁场，该磁场切割定子上的电枢导体，电枢绕组
便感应出交流电动势。设气隙磁密按正弦分布，则在定子
三相绕组里感应出正弦变化的三相电动势。
第二篇 同步电机
物理初中电机知识点总结
物理初中电机知识点总结一、电机的工作原理电机的工作原理是利用电磁感应原理进行能量转化的过程。
电机的核心部分是电磁铁，其作用是产生磁场。
当通过电磁铁的线圈内通电时，会产生一个磁场，这个磁场会与电机中的磁场相互作用，从而产生一个力。
这个力会让电机的转子产生旋转，最终实现电能转换成机械能的过程。
二、电机的种类1. 直流电机：直流电机是利用直流电源产生电磁场，通过电刷和换向器对转子进行通电的一种电机。
其优点是结构简单、传动性能稳定，缺点是容易受到电刷的磨损。
2. 交流电机：交流电机是利用交流电源产生电磁场，通过变频器来控制规则变频的一种电机。
其优点是无需换向器，可以实现改变转速和转矩的控制。
3. 三相异步电机：三相异步电机是利用三相交流电源产生旋转磁场，通过感应产生转子的一种电机。
其优点是运行效率高、噪音低、使用寿命长。
4. 单相异步电机：单相异步电机是利用单相交流电源和启动电容器产生偏置电磁场，通过感应产生转子的一种电机。
其优点是结构简单、价格低廉，适用于家用电器和小型机械设备中。
三、电机的应用1. 工业生产：电机广泛应用于各种工业生产中，如机械加工、输送设备、冶金设备等。
2. 家用电器：电机也广泛用于家用电器中，如洗衣机、空调、风扇等。
3. 交通运输：电机也用于各种交通工具中，如电动汽车、电梯、电梯等。
4. 农业生产：电机还广泛用于农业生产中，例如农用机械和排灌设备上。
四、电机注意事项1. 电机运行稳定：电机在运行过程中应保持稳定的电源和有效的散热方式，以免因过热而损坏电机。
2. 电机维护保养：定期对电机进行维护保养，包括清洁电机表面、检测电机的绝缘性能、及时更换电机的易损件等。
3. 电机安全使用：在使用电机时要做好安全防护措施，如戴好手套，避免电机旋转部件伤人等。
总之，电机作为一种常见的电气设备，其工作原理和分类应用十分广泛，在初中物理学习中了解基本的电机知识是非常重要的，希望以上对电机的知识总结能够帮助初中物理学习者更好地了解电机的基本原理和应用。
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3. 控制电路 变频器是输出电压和频率可调的调速装置。提供
控制信号的回路称为主控制电路，控制电路由以 下电路构成:频率、电压的“运算电路”，主电路 的“电压、电流检测电路”，电动机的“速度检
测电路”。变频器采取的控制方式，即速度控制、 转拒控制、或其它方式
4 逆变电路 逆变电路同整流电路相反，逆变电路是将直流电
当电动机的三相定子绕组 通入三相对称交 流电后，将产生一个旋转磁场，该旋转磁 场切割转子绕组，从而在转子绕组中产生 感应电流（转子绕组是闭合通路），载流 的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生 电磁力，从而在电机转轴上形成电磁转矩， 驱动电动机旋转，并且电机旋转方向与旋 转磁场方向相同。
电动机的控制方式 一、直接启动控制 二、软启动器控制 三、变频控制
轴承润滑 l、电动机轴承润滑应良好，一般运行25003000小时后，应停机保养补充或更换润滑脂。
2、存放或停用时间超过两年的电动机使用 前应对轴承的润滑情况进行检查，必要时 补充或更换润滑脂。 3、中心高132及以下机座号电动机用密封轴 承，中心高160以上机座号电动机一般用非 密封轴承，电动机使用过程中密封轴承不 必更换润滑脂．非密封轴承应定期更换清 洁的润滑脂，润滑脂加注要适量。
1）定子绕组（三相绕组由三个彼此独立的绕 组组成，且每个绕组又由若干线圈连接而 成。线圈由绝缘铜导线或绝缘铝导线绕 制。）
3、机械部分：机座、接线端子、轴和轴承等
三相异步电动机结构图
三相异步电动机常用轴承
内圈
型号
厂家
保持架
外圈
生产 地
滚珠
圆柱滚子轴承（铜保持架）
三相异步电动机的工作原理
接线盒
电机的基本结构
后轴承、 后端盖
进风口
前轴承、 前端盖
底座
通风槽
风罩
三相异步电动机的结构
1、磁路部分： 1）、定子铁心（由0.35mm～0.5mm厚表面涂
有绝缘漆的薄硅钢片叠压而成）
定子
前端盖拆 除后内部
结构
2）、转子铁心（用0.5mm厚的硅钢片叠压而 成，套在转轴上）
转子
2、电路部分：
4、电机发热
1）、室温过高 2）、散热不良（风扇坏或 进出风口堵 ）3）、过载 4）、过压欠压或 电压不平衡 5）、频繁起停或频繁正反转 6）、缺相 7）轴承缺油 8）、机械卡住堵 转 9）、匝间短路 10）、电机受潮 11）、鼠笼式电动机转子断条 12）、绕组 断线或电阻不平衡 13）、转子扫膛 14）、 电源谐波过大 15）、有些电机绕线工艺差
电动机的常见故障
电动机的常见故障主要分为机械故障和电气 故障
一、机械故障
1 扫膛：扫膛一般是由于轴承损坏，轴弯，或 者检修时装配不当，导致定转子产生摩擦 所致。在电动机的检修装配过程中，应当 保持电动机各部件的清洁，保证端盖，轴 承等的装配合理，不野蛮施工，否则导致 相应部件受力变形，电动机无法运转。
电动机日常使用注意事项
起动时注意事项 1、合闸后电动机应立即起动起来，达到正 常转速并平稳运行，否 则皮立即切断电源， 检查并排除故障。 2、起动后注意观察电动机传动装置、负载 机械、若有异常现象应立即停机。 3、电动机空载连续起动一般不超过4次，运 行至热态停机后连续 起动不得超过2次，否 则容易烧坏电动机。 4、根据电网容量、负载大小和电动机功率 等，合理选择起动方式
电机转速
在电机定子中通入3相交流电，使其产生旋 转磁场，转速为n0。不同的磁极对数p，在 相同频率f=50Hz的交流电作用下，会产生 不同的同步转速n1，n0=60f/p。电机转子的 转速小于旋转磁场的转速，s=(n0-n)/n0。s 为转差率。
n0为磁场转速，n为转子转速。
三相异步电动机转速公式为：n=60f/p(1-s)
2 轴承损坏：轴承损坏是电动机运转中较常见的故 障。导致轴承损坏的原因大致有：①轴承装配不 当，如冷装时不均匀敲击轴承内圈使轴受到磨损， 导致轴承内圈与轴承配合失去过盈量或过盈量变 小，出现跑内圈现象，装电机端盖时不均匀敲击 导致端盖轴承室与轴承外圈配合过松出现跑外圈 现象。无论跑内圈还是跑外圈均会引起轴承运行 温升急剧上升以致烧毁，特别是跑内圈故障会造 成转轴严重磨损和弯曲。但间断性跑外圈一般情 况下不会造成轴承温度急剧上升，只要轴承完好， 允许间断性跑外圈现象存在。②轴承重新更换， 电机端盖嵌套后过盈量大或椭圆度超标引起轴承 滚珠游隙过小或不均匀导致轴承运行时磨擦力增 加，温度急剧上升直至烧毁。
直接启动控制
电动机保护器通过电流互感器 采集主回路电流信号，对电机 进行短路、过载、堵转、 不平衡保护。
出线
抽
进线
屉
互感器
内
部
结
构
断路器
接触器
二次保险
电动机保护器
软启动器控制
一、软启动器原理
软启动器（软启动器）是一种集电机软起动、软停车、轻 载节能和多种保护功能于一体的电机控制装置。软启动器 采用三相反并联晶闸管作为调压器，将其接入电源和电动 机定子之间。这种电路如三相全控桥式整流电路。使用软 启动器启动电动机时， 晶闸管的输出电压逐渐增加，电动 机逐渐加速，直到晶闸管全导通，电动机工作在额定电压 的机械特性上，实现平滑启动，降低启动电流，避免启动 过流跳闸。待电 机达到额定转数时，启动过程结束，软启 动器自动用旁路接触器取代已完成任务的晶闸管，为电动 机正常运转提供额定电压，以降低晶闸管的热损耗，延长 软启动器 的使用寿命，提高其工作效率，又使电网避免了 谐波污染。软启动器同时还提供软停车功能，软停车与软 启动过程相反，电压逐渐降低，转数逐渐下降到零，避免 自 由停车引起的转矩冲击。
运行注意事项 1、电源电压与额定电压的偏差不超过 ±10%。 2、电动机运行电流不得超过名牌上的额定 电流，三相电流不平衡量不超过40%，否则 会造成电动机发热甚至烧毁。 3、用温度计测量电动机机壳表面温度应不 超过80℃，轴承的温度应不超过95℃ 4、电动机应经常保持清洁、干燥、通风良 好，进风口与出风口必须保持畅通。 5、运行中电动机出现冒烟、剧烈振动、异 常声音、特殊气味、转速明显下降；负载 设备出现故障；发生人身触电时应立即断 电停机。
③轴承腔内未清洗干净或所加油脂不干净。例如轴 承保持架内的微小刚性物质未彻底清理干净，运 行时轴承滚道受损引起温升过高烧毁轴承。④由 于定、转子铁心轴向错位或重新对转轴机加工后 精度不够，致使轴承内、外圈不在一个切面上而 引起轴承运行“别劲”后温度升高直至烧毁。⑤ 由于电动机本体运行温升过高，且轴承补充油脂 不及时造成轴承缺油甚至烧毁。⑥由于不同型号 油脂混用造成轴承损坏。⑦轴承本身存在制造质 量问题，例如滚道锈斑、转动不灵活、游隙超标、 保持架变形等。⑧备机长期不运行，油脂变质， 轴承生锈而又未进行检修。
变频器的结构
一般分为整流电路、滤波电路、控制电路、逆变电 路等几大部分。 1. 整流电路 整流电路的功能是把交流电源转换成直流电源。 整流电路一般都是单独的一块整流模块. 2. 滤波电路 整流后的直流电压中含有电源6倍频率脉动电压， 此外逆变器产生的脉动电流也使直流电压波动动， 为了抑制电压波动采用电感和电容吸收脉动电压 (电流)，一般通用变频器电源的直流部分对主电路 而言有余量，故省去电感而采用简单电容滤波平 波电路。
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。
电动机的铭牌
Y:异步电动机 B:隔爆型 2：设计序号 315：轴中心高 S：铁芯长度代号 4：极数 W:环境代号（户外型）
50HZ:电机额定频率 △/Y: 定子绕组的连接方式（星型联接和三角形联接） cosφ0.88 ：电机功率因数 110KW:额定功率 （P＝1.732×UI×cosφ ） 380/660：额定电压（ △ 接法时接380V，Y接法时接660V） 201.0/116A：额定电流（ △ 接法时201.0A，Y接法时116.0A ） 1480r/min：电机转速 绝缘等级F:绝缘温度等级（A级105 E级120 B级130 F级155 H级
3 振动：
振动应先区分是电动机本身引起的，还 是传动装置不良所造成的，或者是机械负 载端传递过来的，而后针对具体情况进行 排除。
属于电动机本身引起的振动，多数是由 于转子动平衡不好，以及轴承不良，转轴 弯曲，或端盖、机座、转子不同轴，或者 电动机安装地基不平，安装不到位，紧固 件松动造成的。振动会产生噪声，还会产 生额外负荷。
主回路
控制原理
一、旋转操作柱 二、软启动器得到启动命令 三、升压启动 四、升至额定电压后转为旁路 接触器供电 旁路运行时软启动器仍具有检测 保护功能
控制原理原理图
变频器控制
变频器工作原理
变频器是利用电力半导体器件（整流模块、 逆变模块）的通断作用将工频电源转换为 频率可调的电能控制装置，能实现对交流 异步电动机的软启动、变频调速、提高运 转精度，同时具有过流、过压、过载、不 平衡等保护功能。
三相异步电动机相关 知识
三相异步电动机 一、电动机的概念、铭牌及结构 二、电动机的工作原理 三、电动机的控制方式 四、电动机日常使用注意事项及常见故障
三相异步电动机概念
三相异步电机是靠同时接入380V三相交流电 源（相位差120度）供电的一类电动机，由 于三相异步电机的转子与定子旋转磁场以 相同的方向、不同的转速旋转，存在转差 率，所以叫三相异步电机。 三相异步电动
5、电机异响 1）轴承异响 （轴承缺油、老化损坏） 2）轴承走内圈、外圈 3）风叶与风叶罩摩擦 4）转子扫膛与定子摩擦 5）风叶罩松动
二、电气故障
1、缺相运行：三相电源中只要有一相断路就 会造成电动机缺相运行。三相电动机缺一 相电源后，如在停止状态，由于合成转矩 为零而堵转(无法起动)。电动机的堵转电流 比正常工作的电流大得多。因此，在此情 况下接通电源时间过长或多次频繁地接通 电源起动将导致电动机烧毁。运行中的电 动机缺一相时，电动机气隙中产生的是三 相谐波成分较高的椭圆形旋转磁场，如负 载转矩很小，仍可维持运转，仅转速略有 下降，并发出异常响声;负载重时，运行时 间过长，将会使电动机绕组烧毁。