电机基础知识
电机基础知识入门
电机基础知识入门电机是我们日常生活中广泛应用的一种电气设备，它具有转化电能为机械能的作用。
为了更好地了解电机的基础知识，本文将介绍电机的工作原理、分类以及常见问题解决方案。
一、电机的工作原理电机的工作原理基于电磁感应定律和洛伦兹力定律。
当电流通过电机的线圈时，产生的磁场与磁场中的磁场相互作用，引起电机的转动。
1. 电磁感应定律：电磁感应定律指出，当导体处于磁场中时，如果导体上有磁通量的变化，就会在导体两端产生感应电动势。
对于电机而言，这个概念可以理解为通过线圈的电流改变了磁场，从而使得产生力矩。
2. 洛伦兹力定律：洛伦兹力定律指出，导体中的电流在磁场中受力的方向为垂直于磁感应强度和电流的方向。
在电机中，这个定律解释了为何导体在磁场中会受到力矩以及为何电机能够旋转。
二、电机的分类根据电机的结构和工作原理，电机可以分为直流电机和交流电机两大类。
1. 直流电机：直流电机分为直流电动机和直流发电机。
直流电动机的工作原理基于直流电流通过线圈产生的磁场与磁场相互作用而产生的机械转动。
直流发电机则相反，通过机械转动产生的磁场与磁场相互作用产生直流电流。
直流电机具有结构简单、转速可调、启动扭矩大等特点，广泛应用于工业控制、汽车、家用电器等领域。
2. 交流电机：交流电机包括异步电动机和同步电动机。
异步电动机是最常见的交流电机，其工作原理是利用交流电的频率和相位差使得电机在磁场中产生旋转。
异步电动机具有结构简单、制造成本低等优点，广泛应用于家电、空调等领域。
同步电动机则需要较为复杂的控制系统，相较于异步电动机具有更高的效率和较低的能耗。
三、常见问题解决方案在使用电机的过程中，可能会遇到一些常见问题，接下来就为大家介绍一些常见问题的解决方案。
1. 电机过热：电机过热可能是由于电机负载过重、通风不良等原因导致的。
解决方案可以是检查负载是否过重，增加通风设施以保持散热。
2. 电机启动困难：电机启动困难可能是由于电压不稳定、起动电流过大等原因导致的。
机电设备技术知识点总结
机电设备技术知识点总结一、电机基础知识1. 电机的工作原理电机是将电能转换为机械能的设备，其工作原理是通过电磁感应现象实现的。
当通电时，电机内部的线圈产生磁场，与固定在外部的磁场相互作用产生力，从而驱动电机转动。
2. 电机分类按使用的能源分类，电机主要可以分为直流电机和交流电机两大类；按转子结构分类，电机可以分为异步电机、同步电机和直线电机；按用途分类，电机可以分为空调电机、洗衣机电机、风扇电机等。
3. 电机的工作原理电机工作时的主要参数有磁场、电流、电压、感应电动势等，这些参数对电机的工作性能有着重要的影响。
4. 电机的选型在选用电机时，需要考虑其额定功率、额定电压、额定电流、转速等参数，并依据实际需求选择合适的电机类型和功率。
5. 电机的维护和保养电机在使用过程中需要定期的维护和保养，包括润滑、散热、清洁等，以确保电机的正常运行。
二、传动装置1. 传动装置的分类传动装置主要分为机械传动装置、液压传动装置和气动传动装置三大类。
2. 机械传动装置机械传动装置主要包括齿轮传动、带传动、链传动、蜗杆传动和联轴器等，通过机械元件实现机械能的传递。
3. 液压传动装置液压传动装置通过液压泵、液压缸和液压阀等元件实现液压能的传递，广泛应用于工程机械、冶金设备、航空航天等领域。
4. 气动传动装置气动传动装置通过气动泵、气动缸和气动阀等元件实现气动能的传递，应用于包装设备、起重设备、风能利用等领域。
5. 传动装置的设计原则在设计传动装置时，需要考虑传动效率、传动比、传动平稳性、传动噪音等因素，以实现良好的传动效果。
三、控制系统1. 控制系统的分类控制系统主要分为开环控制系统和闭环控制系统两大类。
2. 开环控制系统开环控制系统是指控制器输出的控制量不受被控对象影响的控制系统，其控制效果受外部干扰和系统参数变化的影响较大。
3. 闭环控制系统闭环控制系统是指控制器输出的控制量受被控对象反馈的信息影响的控制系统，能够根据被控对象状态实时调整控制量，具有良好的稳定性和鲁棒性。
电机基础知识
电机基础知识一、电机定义电机：也称电动机（俗称马达），是指依据电磁感应定律实现电能的转换或传递的一种电磁装置。
它的主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源。
二、电机的分类三、电机的其他部分基础知识●什么叫绕组？答：电枢绕组是直流电机的核心部分，是铜质漆包线绕制的线圈。
当电枢绕组在电机的磁场中旋转都会产生电动势。
●什么叫磁场？答：在永磁体或电流周围所发生的力场及凡是磁力所能达到的空间或磁力作用的范围。
●什么叫磁场强度？答：定义载有 1 安培电流的无限长导线在距离导线 1/2 米远处的磁场强度为 1A/m （安培 / 米，国际单位制 SI ）；在 CGS 单位制（厘米 - 克 - 秒）中，为纪念奥斯特对电磁学的贡献，定义载有 1 安培电流的无限长导线在距离导线 0.2 厘米远处的磁场强度为 10e （奥斯特）， 10e=1/4.103/m ，磁场强度通常用 H 表示。
●什么叫安培定则？答：用右手握住导线，让伸直的大拇指的方向跟电流方向一致，那么弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。
●什么叫磁通？答：磁通又叫磁通量：设在匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面，磁场的磁感应强度为 B ，平面的面积为 S ，我们定义磁感应强度 B 与面积 S 的乘积，叫做穿过这个面的磁通量。
●什么是定子？答：有刷或无刷电机工作时不转的部分。
轮毂式有刷或无刷无齿电机的电机轴叫做定子，此种电机可以叫做内定子电机。
●什么是转子？答：有刷或无刷电机工作时转动的部分。
轮毂式有刷或无刷无齿电机的外壳叫做转子，此种电机可以叫外转子电机。
●什么叫碳刷？答：有刷电机里面顶在换向器表面，电机转动的时候，将电能通过换向器输送给线圈，由于其主要的成分是碳，称为碳刷，它是易磨损的。
应定期维护更换，并清理积碳。
●什么是刷握？答：在有刷电机里面盛装并保持碳刷位置的机械导槽。
●什么是换向器？答：有刷电机里面，具有相互绝缘的条状金属表面，随电机转子转动时，条状金属交替接触电刷的正负极，实现电机线圈电流方向的正负交替变化，完成有刷电机线圈的换相。
电机基础必学知识点
电机基础必学知识点
1. 电机的工作原理：电机是一种将电能转换为机械能的设备。
其工作
基于法拉第电磁感应原理，通过电流在磁场中产生力矩，使得电机旋转。
2. 电机的分类：电机可以根据不同的工作原理和应用领域进行分类。
常见的电机类型包括直流电机、交流电机、步进电机、同步电机等。
3. 电机的结构：电机通常由定子和转子组成。
定子是固定在机架上的
部分，上面有绕组。
转子则是可以转动的部分，通常由永磁体或绕组
构成。
4. 电机的控制方法：电机的控制方法可以通过调节电流、电压或转子
位置来实现。
常见的控制方法包括PWM调速、矢量控制、闭环控制等。
5. 电机的性能参数：电机的性能参数包括额定功率、额定转速、额定
电流、效率等。
这些参数可以用于评估电机的工作能力和效率。
6. 电机的应用领域：电机广泛应用于各个领域，包括工业制造、交通
运输、家用电器等。
不同领域对电机的要求和应用方式也有所不同。
7. 电机的维护保养：电机的维护保养包括定期清洁、检查电机运行状态、及时更换磨损部件等。
良好的维护保养可以延长电机的使用寿命。
8. 电机的能效标准：为了提高能源利用效率，许多国家和地区都制定
了电机的能效标准。
根据能效等级，电机可以分为多个等级，如IE1、IE2、IE3等。
以上是电机基础必学的一些知识点，了解这些知识可以帮助你更好地理解电机的工作原理和应用。
电机基础常识
电机基础常识本站整理了一份有关电机的基础培训知识，包括电机的分类，直流电机原理及交流电机的工作原理等。
1、电机的分类2、直流电机图2-1：直流电机的物理模型图图2-1表示一台最简单的两极直流电机模型，它的固定部分称为定子，上面装设了一对直流励磁（或是永磁铁）的主磁极N和S；旋转部分称为转子，上面装设电枢铁心；定子与转子之间有一气隙。
电枢铁心表面上放置了由A和X两根导体连成的电枢线圈（绕组），线圈的首端和末端分别连到两个圆弧形的铜片上，此铜片称为换向片。
换向片之间互相绝缘，由换向片构成的整体称为换向器。
换向器固定在转轴上，换向片与转轴之间亦互相绝缘。
在换向片上放置着一对固定不动的电刷B1和B2与换向器接触。
整个旋转部分为机电能量转换中枢，故称电枢。
电枢旋转时，电枢线圈通过换向片和电刷与外电路接通。
2.1直流电机工作原理图2-2：直流电动机工作原理示意图将外部直流电源加于电刷A(正极)和B(负极)上，则线圈abcd中流过电流，在导体ab中，电流由a指向b，在导体cd中，电流由c指向d。
导体ab和cd分别处于N、S极磁场中，受到电磁力的作用。
用左手定则可知导体ab和cd均受到电磁力的作用，且形成的转矩方向一致，这个转矩称为电磁转矩，为逆时针方向。
这样，电枢就顺着逆时针方向旋转，如图2-2(a)所示。
当电枢旋转180°，导体cd转到N极下，ab转到S极下，如图2-2(b)所示，由于电流仍从电刷A流入，使cd中的电流变为由d流向c，而ab中的电流由b流向a，从电刷B流出，用左手定则判别可知，电磁转矩的方向仍是逆时针方同。
由此可见，加于直流电动机的直流电源，借助于换向器和电刷的作用，使直流电动机电枢线圈中流过的电流，方向是交变的，从而使电枢产生的电磁转矩的方向恒定不变，确保直流电动机朝确定的方向连续旋转。
这就是直流电动机的基本工作原理。
简单来说，直流电动机就是利用通电导体在磁场中受力运动而“切割”其磁力线的原理工作的。
电机基础知识
电动机基本知识介绍1．电机基本概念介绍：1.1电机的基本运行条件：1.1.1电机的现场运行条件：1)除非另有约定或规定，电机应适合于下列现场运行条件，如有偏差则按1.1.2条件进行修正2)海拔：应不超过1000m3)最高环境温度：应不超过40℃4)最低环境温度：对于任何电机应不低于-15℃，但在下述电机不低于0℃:A)额定输出功率>3300KW(KVA)/1000r/min；B)额定输出功率<0.6KW(KVA) ；C)带换向器；D)带滑动轴承；E)以水作为冷却介质的。
5)对于水冷电机或空水冷却的电机：冷却水温在+5℃～+25℃,特殊情况下最高不超过33℃；1.1.2电气运行条件：1）电源：三相50Hz或60Hz交流电机的电压应符合GB156《标准电压》所规定的标称电压。
选用电机的额定电压时，应考虑配电系统与用电系统两者电压的差别。
对静止变流电源供电的交流电动机，电压、频率和波形的规定均不使用，额定电压应按协议规定。
2)电压和电流的波形和对称性：对用于由交流发电机供电，频率为固定的电源上的交流电动机，供电电压谐波压因数(HVF)应不超过以下0.02。
HVF=(ΣU2n/n)1/2U N——谐波电压的标么值N——谐波次数(5、7、11、13)。
三相交流电动机在三相电压系统的电压负序分量不超过正序分量的1%(长期运行)，或不超过1.5%(不超过几分钟的短时运行)且零序分量不超过正序分量1%的条件下运行。
即使HVF和负序分量和零序分量的限值在电机额定负载运行时同时发生，也不应导致在电机中产生任何有害的温度。
建议其温升或温度允许超过本标准规定限值，但不能超过10K。
3)运行期间电压和频率的变化：对用于由交流发电机供电(无论是地区供电或经电网)，且频率为固定的电源上的交流电机，电压和频率的综合变化分为A和B两个区电机应能在区域A内连续运行，并实现规定的基本功能(对电动机应能输出额定转距)，但其性能不必与额定电压和频率时的性能完全符合，可能呈现某些差异，温升可较额定电压和频率时高。
电机学基础知识
步进电机与伺服电机
总结词
步进电机是一种将脉冲信号转换为旋转机械能的装置 ，而伺服电机是一种接受控制信号后精确控制电机转 动的装置。
04
电机的应用领域
工业领域的应用
电机驱动系统
电机是工业自动化生产线和各种 机械设备中的重要驱动元件，用 于实现精确的位置控制、速度调 节和力矩输出。
ห้องสมุดไป่ตู้
泵和风机
电机广泛应用于泵和风机等流体 机械中，用于输送液体和气体， 提供必要的动力。
自动化生产线
电机驱动传送带、装配机械手等 自动化设备，实现生产线的连续、 高效运行。
汽车领域的应用
起动电机
在传统汽车中，起动电机用于起动发 动机，随着新能源汽车的发展，起动 电机也应用于混合动力和纯电动汽车 中。
雨刷电机
车窗升降电机
车窗升降电机用于控制车窗的升降， 提供便利的开关操作。
雨刷电机用于控制汽车雨刷的摆动， 保持风挡玻璃的清晰。
家电领域的应用
01
洗衣机电机
洗衣机电机作为洗衣机的主要动 力源，驱动波轮或滚筒的旋转， 实现洗涤功能。
机器人技术
03
在机器人技术中，电机用于驱动机器人的关节、手臂、腿部等
运动部件，实现机器人的动作和控制。
05
电机的未来发展与挑战
电机的未来发展趋势
高效能化
随着节能减排需求的增加，电机的高效能化成为未来的发展趋势， 包括永磁同步电机、开关磁阻电机等新型电机的研发和应用。
智能化
电机与传感器、控制系统的集成，实现电机的智能化控制，提高电 机的运行效率和可靠性。
电机学基础知识
对于某一电路，在任意时刻，沿任一回路，各支路电压的
代数和恒等于零。
ut 0
12
第1章 电机学基础知识
1.1.5 安培环路定律（全电流定律）
在磁场中，磁场强度H沿任意闭合回路 l 的线积分，等于
该闭合回路所包围的所有电流的代数和。 l Hdl i
i1
i2
i3 1. 对于通电螺线管，磁场是均匀
的，磁场强度H处处相等，总电
1.2.1 电机的磁路
磁路
主磁通
i1 ＋
u1 －
1 2
i2 ＋
u2 －
N
S
S
励磁绕组
漏磁通 变压器磁路
N
直流电机磁路
15
第1章 电机学基础知识
1.2.2 磁路定律
∮ 1. 安培环路定律 H dl = ∑i l 如图： ∑i = i1＋i2－i3
2. 磁路的欧姆定律
∮H dl = Hl = N i
l
② 软磁材料 B－H 曲线窄， Br 小、Hc 小。 用于制造变压器、电机等电器的铁心。
③ 矩磁材料 B－H 曲线形状接近矩形， Br 大、Hc 小。 用于计算机中，作记忆单元。
29
第1章 电机学基础知识
Φ
4. 铁心损耗
(1) 磁滞损耗 Ph (2) 涡流损耗 Pe
铜损耗使线圈发热，
铁损耗使铁心发热。 0.35mm
流由通有电流的匝线圈提供：
l
H lN i
H dl
13
第1章 电机学基础知识
2.工程中用到几何形状复杂的磁路，可以将磁路分成几 段，分别应用安培环路定律，再求电流的总和。
n
Hklk i
1
3.对于带气隙的铁心磁路，磁 场是不均匀的
电机的知识基础
电机的基础知识有哪些电机是将电能转化为机械能的装置，是现代工业生产中常见的设备之一。
其基础知识包括：1.电机的工作原理：电机利用电磁感应或者磁场作用产生力矩，将电能转化为机械能，驱动机械运动。
2.电机的分类：按照电源形式可分为交流电机和直流电机；按照结构形式可分为异步电机、同步电机、直流电机、步进电机等多种类型。
3.电机的组成：电机通常由转子、定子、端盖、轴承、绕组、磁极等组件组成。
4.电机的参数：电机的参数包括额定功率、额定电压、额定电流、额定转速、效率等等，这些参数对于电机的运行和使用都有重要意义。
5.电机的控制：电机的控制方法有很多种，常见的包括直接启动、变压器启动、星角启动、电容启动、电阻启动、变频启动等等。
6.电机的维护：电机的维护包括日常检查、润滑、维修等方面，可以延长电机的寿命，提高电机的运行效率和稳定性。
7.电机的分类：按照电源的形式分类，电机可以分为交流电机和直流电机；按照电机的结构分类，电机可以分为直线电机、旋转电机和特殊电机等；按照转子类型分类，电机可以分为感应电机和永磁电机等。
8.电机的基本参数：电机的基本参数包括额定功率、额定电压、额定电流、额定转速、额定效率等，这些参数都是电机性能的重要指标，用户在选型时需要参考。
9.电机的运行原理：电机是利用电磁感应原理将电能转化为机械能的装置，通常由定子和转子两部分组成。
在电机中，定子绕组通电后产生磁场，磁场与转子导体产生磁通量，根据法拉第电磁感应定律，磁通量的变化会产生感应电动势，从而使转子旋转，最终将电能转化为机械能。
10.电机的保护和维护：电机在使用中需要进行保护和维护，以确保电机正常运行并延长电机寿命。
常用的保护方式包括过载保护、短路保护、欠压保护等，维护方式包括定期检查电机的运行状态、维护电机的润滑系统、清洗电机外壳等。
11.电机的应用领域：电机广泛应用于工业生产、交通运输、家庭电器、医疗器械等领域。
其中，工业生产中的电机应用最为广泛，包括风电、水电、火电等能源生产、机床、冶金、矿山等制造业、交通运输中的电机应用主要是电动车辆和铁路牵引等，家庭电器中的电机应用主要是电扇、洗衣机、吸尘器等。
电机学基础必学知识点
电机学基础必学知识点1. 电磁感应原理：根据法拉第电磁感应定律，导线在磁场中运动时会产生感应电动势。
2. 磁场的产生：磁场可以由磁铁或电流产生。
3. 左手定则：用于确定电流通过导线时的磁场方向。
将拇指指向电流方向，其他手指弯曲的方向即为磁场方向。
4. 电机运动方向的确定：根据洛伦兹力定律，当电流通过导线时，会受到磁场力的作用，方向由右手定则确定。
5. 电动势和电流的关系：根据欧姆定律，电动势等于电流乘以电阻。
6. 磁化曲线和磁滞回线：用于描述磁场强度与磁化力的关系。
7. 磁感应强度和磁场强度：磁感应强度是磁场中的磁感线的密度，而磁场强度表示一个点的磁场强度大小。
8. 电磁铁：由线圈和铁芯构成，通电时能够产生强磁场。
9. 电感和感应电动势：当电流变化时，会产生感应电动势，这种现象称为自感。
10. 洛伦兹力：电流通过导线时，在磁场中会受到力的作用，该力称为洛伦兹力。
11. 感应电动势的大小：根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小等于磁通量的变化率。
12. 动能定理：将电能转换成机械能的定律，表征电机的工作原理。
13. 电机的功率和效率：电机的功率等于输入功率减去损耗功率，效率等于输出功率除以输入功率。
14. 直流电机：根据电流方向和磁场方向的关系，直流电机分为永磁直流电机和励磁直流电机。
15. 交流电机：根据电流的形式，交流电机分为异步交流电机和同步交流电机。
16. 电机的控制方法：电机的控制方法包括电压控制、电流控制和频率控制等。
17. 电机故障检测和维护：电机故障检测和维护包括温度检测、振动检测、绝缘检测等。
18. 电机的选型和应用：根据具体的应用需求选择合适的电机类型和规格进行设计和应用。
电机设计具备知识点
电机设计具备知识点电机设计是现代电气工程领域中重要的一项技术工作。
随着科技的不断发展和进步，电机在各个行业中的应用越来越广泛。
本文将介绍电机设计中需要具备的一些重要知识点。
一、电机基础知识1. 电机原理：了解电机的工作原理，包括发电机和电动机的区别，以及电磁感应、电磁转矩和电动机的转子和定子等基本概念。
2. 电机分类：了解不同类型的电机，如直流电机、交流电机、步进电机、同步电机等，并了解它们的特点和应用领域。
3. 电机参数：熟悉和掌握电机的一些重要参数，如额定功率、额定电压、额定转速、效率等，并理解它们在电机设计和选型中的重要性。
二、电路和控制知识1. 电路分析：具备基本的电路分析能力，包括使用基本电路定律和方法解决电路中的电流、电压和功率等问题。
2. 电机控制：了解电机的控制方法，包括直流电机的调速方法（如电压调速、电流调速、PWM调速等）、交流电机的变频调速等，并了解不同控制方法的优缺点和适用条件。
3. 传感器和反馈：了解电机控制中常用的传感器，如编码器、霍尔元件等，并了解它们在反馈控制中的应用。
三、电机热设计知识1. 热传导和散热：了解电机在工作过程中产生的热量和如何通过散热措施来降低电机温度，保证电机的运行稳定性和寿命。
2. 电机损耗和效率：了解电机的损耗机制，掌握计算电机损耗和效率的方法，以便在设计中选择合适的电机，并满足工作要求和能效要求。
四、电机材料和结构设计知识1. 磁性材料：了解电机中常用的磁性材料，如硅钢片、永磁材料等，并了解它们的特性和选择要点。
2. 绝缘材料：熟悉电机中常用的绝缘材料，如绝缘漆、绝缘片等，并了解它们在电机结构设计中的应用。
3. 电机结构设计：具备电机结构设计的基本能力，包括定子和转子的形状设计、槽数和槽形设计等，并考虑到电机的机械强度和加工便利性。
五、电机性能测试与评估1. 电机性能测试：了解电机测试的基本方法和常见测试仪器的使用，如电流表、电压表、功率表等，能够进行电机的电流、电压、功率、效率等性能测试。
电机基础知识
电机基础知识电机是一种将电能转换为机械能的装置，广泛应用于各个领域，从家用电器到工业设备都离不开电机的作用。
了解电机的基础知识对于理解其工作原理和维护保养至关重要。
一、电机的分类根据不同的工作原理和结构特点，电机可以分为直流电机和交流电机两大类。
直流电机是利用直流电源产生的磁场与电流之间相互作用产生力矩的一种电动机，常用于低速高转矩的应用。
而交流电机是利用交流电源产生的磁场与电流之间的相互作用产生力矩的电动机，常用于高速应用。
在交流电机中，又可以根据转子结构和工作原理的不同分为异步电机、同步电机和感应电动机等。
二、电机的工作原理电机的工作原理基于电磁感应和洛伦兹力的作用。
在直流电机中，电流通过导线时会产生磁场，这个磁场与永磁体或电磁铁的磁场交互作用，产生力矩使转子转动。
在交流电机中，交变电流产生的磁场与转子中的导体产生电流相互作用，也会产生力矩使转子转动。
三、电机的构造电机通常由定子和转子两部分组成。
定子是通过绝缘材料固定在电机外壳上的线圈，通常用来产生磁场。
转子是围绕轴线旋转的部分，通常由铁芯和绕组组成，用来产生动力。
不同类型的电机的结构差异较大，但基本的构造原理都是类似的。
四、电机的工作性能参数了解电机的工作性能参数对于选择和使用电机至关重要。
常用的工作性能参数包括额定功率、额定转速、额定电流、效率等。
额定功率是电机设计时确定的最大输出功率，通常以千瓦为单位；额定转速是电机设计时确定的最大转速，通常以转/分钟为单位；额定电流是电机在额定工况下消耗的电流，通常以安培为单位；效率是电机将输入电能转化为输出机械能的比例，通常以百分比表示。
五、电机的应用领域电机在各个领域都有广泛的应用。
在家庭中，电机用于驱动洗衣机、冰箱、空调等家电设备。
在工业中，电机用于驱动各种机械设备，如水泵、风扇、压缩机等。
此外，电机还广泛应用于交通工具，如电动汽车、电动自行车等。
六、电机的维护保养为了确保电机的正常运行和延长其使用寿命，对电机进行定期维护保养是必要的。
电机基础知识
4.直流电机
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4.直流电机
直流电机的主要缺点： 换向困难，容量、体积受限 造价昂贵 寿命短 随着科技的进步，直流电机在不断地改良。先后出现可控整
流电源代替直流发电机，无换向器直流电机。在大容量、高电压、 高转速方面显示了很大的优越性。
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4.直流电机
基本工作原理： 绕组在恒定磁场中旋转感生出交流电，在依靠换向装置，将
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4.直流电机
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4.直流电机
机座
定子部分 (静止)
磁轭
主极
换向极
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4.直流电机
整体（磁轭）机座： 它担负着双重任务，既作为电机的机械支撑（机座），又是
磁极间磁通的通路（磁轭）。所用的材料要求具有较好的导磁性能， 一般不用铸铁，而用铸钢或钢筒做成。
优点：机械强度上大有富裕。 缺点：不适用于调速要求高的电机中。调速时定子磁轭中的 涡流效应阻尼了主磁极中磁通的快速变化。
且转动惯量很小，再加上其他方面的余度，才可以直接起动。
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4.直流电机
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4.直流电机
降压起动： 当电动机容量较大而起动又比较频繁时，电枢串电阻起动消耗
的能量就很不经济。可采用降低电源电压的方法起动。 在多电动机拖动同一负载时，可以把运行时并联的几台电动机，
在起动时改为串联，从而达到降压起动的目的。这种方法在电力牵引 中常用。
此交流电变直流电。通常采用的换向装置是机械式的，称为换向器。
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4.直流电机
电磁转矩： 当线圈旋转至于定子磁场垂直方向时，转矩最小，平行时转
矩最大。即，电磁转矩是交变的，电机旋转不是匀速地！ 增多电枢线圈的数目，可以减小此交变转矩分量的大小。
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交流异步电机
鼠笼式电机
– 是在转子铁心槽中插入导条（铜条或铝条），两端用铜环或涛铝短接起来 ，称铜排转子或涛铝转子。由鼠笼型绕组制作的电机称鼠笼式电机，因其 结构简单，价格便宜，运行可靠而被广泛应用 。
交流异步电机
会造成有害影响 • 3 防止喷洒的水侵入， 防雨，或防止与垂直的夹角小于60度的方向所喷洒的水
进入电机造成损害。 • 4 防止飞溅的水侵入， 防止各方向飞溅而来的水进入电机造成损害。 • 5 防止喷射的水侵入， 防止来自各方向由喷嘴射出的水进入电机造成损害。 • 6 防止大浪的侵入， 装设于甲板上的电机，防止因大浪的侵袭而进入造成损坏。 • 7 防止浸水时水的侵入， 电机浸在水中一定时间或水压在一定的标准以下能确保
• 改变磁极对数调速 • 改变转差率调速 • 改变频率调速
电机的调速
改变磁极对数调速
– 当电机磁极对数从1对改变到2对时，特性曲线发生变化，电机需要在 p=2的特性曲线上建立新的平衡，变化过程m
0
3000
n02
nN2
p =2
TN
电机的调速
改变转差率调速
– 通过在转子绕组串电阻的方法,可以改变电机的特性曲线：
不因进水而造成损坏。 • 8 防止沉没时水的侵入， 电机无限期的沉没在指定水压的状况下，能确保不因进
水而造成损坏。
电机的调速
什么是调速？
– 起重机在同样的负载下，根据生产过程中具体情况的需要，对运行速度的 要求也有所不同，因此要对电机进行控制，实现电机速度的控制。
为什么要进行调速？
– 单速控制、双速控制、变频控制… … – 启动平稳、运行平稳、停止平稳。 – 可简化操作、提高效率、操作更安全可靠。 – 延长设备的寿命。
– 定子绕组：由在几何空间完全对称的三相线圈独立绕成，嵌于定子槽内， 外接三相对称电源。其主要作用是接受外部的三相交流电能，产生其工作 必须的磁场，是完成电能与机械能相互转换的中枢。
交流异步电机
转子部分
– 转子铁心： 紧套装在转轴上，由环形硅钢片迭压而成，开有装设转子绕 组的槽。其作用是提供电机磁路及固定转子绕组。
交流电动机（AC Motor）结构比 较简单,制造方便，容易做成高转速、 高电压、大电流、大容量的电机， 可以在高温、易燃等环境下操作， 维护比较方便，但在调速上比较困 难 ，需要采取一系列的方法进行处 理。
电动机
常见电机分类
直流电机
永磁电机 励磁电机
电动机
交流电机
单相电机 三相电机
串励电机 并励电机 它励电机 复励电机
设备就是变频器。 – 最常见的交-直-交变频器可以分为两个工作流程
• 交-直变换。将不可调的电网三相/单相交流电通过整流变成直流电。 • 直-交变换。将直流电通过逆变成为频率和电压可调的交流电
变频器
交_直_交变频器
整流器
直流母线
逆变器
主控电路
变频器
交_直_交变频器
三相发电机原理
– 使用三个相差120o 的线圈在同一个发电机磁场内旋转切割磁力线，所产 生出来的就是三相交流电。
U
S
N
电动机
电动机的定义
– 又称为马达或电动马达，是一种应用电磁感应的原理将电能转化成机械能 ，并可再使用机械能产生动能，用来驱动其他装置的电气设备。
直流电动机（DC Motor）的好处 为在控速方面比较简单，只须控制 电压大小已可控制共转速，但此类 电动机不宜在高温、易燃等环境下 操作，而且由于电动机中需要以碳 刷作为电流变换器的部件，有电火 花产生,需要定期清理。
– 转差/滑差：电机速度与同步转速的差值定义为转差/滑差，(n0-n) – 转差率：转差与同步转速的比值称之为转差率，符号是s
s = (n0-n)/n0.
交流异步电机
机械特性曲线
– 描述电机电磁转矩与转速之间关系的曲线
– 理想空载点
n
• 电机以同步转速运行
– 临界点
nn0N
• 反映电机的过载能力
nK
电机剖面图
交流异步电机
电机参数
– 额定功率 PN – 额定电压 UN – 额定电流 IN – 额定频率 fN – 额定转速 nN
交流异步电机
单相绕组产生的磁场
U
0
L1
L1〞 t
交流异步电机
三相绕组产生的旋转磁场(磁极对数为1)
L1
L2
L3
L3〞 L2
L1
L2〞
L1〞 t
L3
交流异步电机
三相绕组产生的旋转磁场(磁极对数为2)
电磁场
电磁场的表示法
电磁场
导体切割磁力线运动产生电动势
N
-+
+-
S
电磁场
通电导体在磁场中受力
N
S
交流发电机
发电机原理
– 是利用各种动力（如水力、风力…）使线圈在磁铁的两极间转动；当线圈 转动时，线圈内的磁场改变，因此产生感应电流，是运用“电磁感应”原 理将动力所作的功转换成电能的装置。
U
S
N
交流发电机
– 转子绕组： 为安装在转子槽中的导体。其作用是在磁场作用下产生感应 转子电流，配合完成电能与机械能的转换。
• 绕线式绕组 • 鼠笼式绕组
交流异步电机
绕线式电机
– 一般接成星形，三相的引出线分别接在转轴上的三个集电环上，通过电刷 与外电路相联，能方便地串入外接电阻，具有较好的起制动特性，可方便 进行调速控制。
• 通常一个周期为10min。常见的负载持续率有15%，25%，40%，60%。
交流异步电机
IP等级
– 第一个数字表示电机离尘、防止外物侵入的等级。
• 0 没有防护 对外界的人或物无特殊防护 • 1 防止大于50mm的固体物体侵入 防止人体（如手掌）因意外而接触到电机内
部的零件。防止较大尺寸（直径大于50mm）的外物侵入。 • 2 防止大于12mm的固体物体侵入 防止人的手指接触到电机内部的零件防止中
电机的调速
直流电机调速
– n=(U-I*R)/Ceφ – 改变电机两端的电压。
• 可以实现无级调速，属于恒转矩调速。
– 改变磁通量。
• 可以实现无级调速，属于恒功率调速。
– 串调节电阻。
• 只能分级调速，且能量损耗大。
电机的调速
三相交流电机调速
– n=
60f(1-s) p
– 由上面公式可以看出，电机的转速与三个因素有关，调节这几个因素，就 能够改变电机的速度，因此电机有以下几种调速方式：
• 在额定负载下可以长时间运行
– S2 ：短时工作方式
• 只能在给定的时间内运行，超出后必须停止运转，使电机冷却 • 通常有10min.30min.60min和90min四种
– S3：断续工作方式
• 按一系列相同的工作周期运行，每一周期包括一段恒定负载运行时间和一段停止 运转时间。其中恒定负载与工作周期的比值称之为负载持续率，用ED%表示。
– 注意，下列温度指的是绕组承受的温度，当电机外壳达到此温度时，绕组 温度已经远远超过此值。
A
E
B
F
H
最高允许温度℃ 105
120
130
150
180
绕组温升限值K
60
75
80
100 125
交流异步电机
工作方式
– 表明电机在不同负载下的允许循环时间，是对电机承受负载情况的说明。 – S1：连续工作方式
– 磁极对数为p时
• n 磁场转速 0 = 60f/p ，单位是“转/分”，也称之为同步转速。
交流异步电机
转子是如何转起来的？
感应电流
感应电动势
交流异步电机
电机机械特性
– 在理想的情况下，假设电机不受任何外力，转子的速度会从0开始持续上 升，直到达到同步转速后，形成平衡。
– 当电机带上负载后，转子会受到一个阻碍它变化的力矩，此时转子速度会 逐渐下降，与定子空间磁场产生速度差，此时转子线圈的感应电动势和感 应电流的作用，产生一个电磁转矩，当速度差达到一定程度时，电磁转矩 等于负载转矩，此时形成新的平衡，电机以稳定的速度运转。
– 启动点
• 启动转矩
– 工作点
• 电机运行在额定状态下
TN= 9550*PN/nN
工作点
临界点
启动点
TN TS
TK T
交流异步电机
绝缘等级
– 电机中绝缘材料容易受到高温的影响而加速老化并损坏，会严重影响到电 机的使用寿命，因此要保证电机运行在设计温度之下。
– 是指电动机所用绝缘材料的耐热等级，分A、E、B、F、H级。允许温升 是指电动机的温度与周围环境温度相比升高的限度。
n0 nN1
1500 rpm
0
3000
nNS TN
s = s1 s = s2
s = s3
s = s4
电机的调速
改变频率调速
– 当电机的电源频率发生改变时,电机的特性曲线如下： n0 nN1
f = fN
1500
rpm
TN
0
3000
变频器
交_直_交变频器
– 电机的变频调速是很好的一种调速手段。 – 一般电网的工频电压统一为380VAC、50HZ不可变。 – 要得到频率和电压可调的交流电，就必须通过某种设备“变出来”，这种
异步电机 串励电机
同步电机 异步电机
鼠笼式电机 绕线式电机
交流异步电机
基本结构
– 定子部分
• 外壳、铁芯、绕组
– 转子部分
• 铁芯、绕组
交流异步电机
定子部分
– 外壳：主要的作用是固定和支撑铁心。机座的前后装有轴承，.以支撑旋 转的转子轴