电机的相关知识

2、降压起动。指在起动过程中，采用降低电机端 电压的方法来限制起动电流。待起动结束后，在 切换到额定电压下运行。原因是异步电动机的起 动转矩与端电压的平方正比，因此降压起动时， 转矩也随之减少。该起动方法只适用于对起动转 矩要求不高的场合，降压起动又可分为以下几种 方式。 （1）自耦变压器起动，又称起动补偿器 （2）Y-D（星-三角）起动。正常运行时，定子绕 组为三角形联接的电动机，Y接电源供给的起动 电流仅为D接的三分之一。 Y接转矩同样也是D 接分之一。 （3）电力电子装置起动。软启动
绕线型转子异步电动机的起动。 1、转子回路串电阻起动。优点在整过程中都 能得到较大的起动转矩，但缺点是需要开 关设备和起动电阻。设备庞大，操作维修 不方便。 2、转子电阻串频敏变阻器起动(实际上是一 个三相铁芯线圈。对频繁起动的电机是比 较好。

三相异步电机的调速 又三相异步电动机转速公式：n=n1(1s)=60f1/p(1-s)那么同步转速n1=60f1/p可见 调速有三种办法： 1、变极调速：改变异步电动机定子绕组的极 对数p，便可改变旋转磁场的同步转速n1。 称有级调速 2、变频调速：改变供电电源的频率f1，也即 改变旋转磁场的同步转速n1。称无级变速。 3、变转差率调速：改变电动机转差率s，也 称无级变速。

电刷上不加直流电压，用原动机拖动电枢使之逆时针方向 恒速转动，线圈两边就分别切割不同极性磁极下的磁力线， 而在其中感应产生电动势，电动势方向按右手定则确定。 这种电磁情况表示在图上。由于电枢连续地旋转，，因此， 必须使载流导体在磁场中所受到线圈边ab和cd交替地切割 N极和S极下的磁力线，虽然每个线圈边和整个线圈中的感 应电动势的方向是交变的．线圈内的感应电动势是一种交 变电动势，而在电刷A，B端的电动势却为直流电动势(说 得确切一些，是一种方向不变的脉振电动势)。因为，电 枢在转动过程中，无论电枢转到什么位置，由于换向器配 合电刷的换向作用，电刷A通过换向片所引出的电动势始 终是切割N极磁力线的线圈边中的电动势，因此，电刷A始 终有正极性。同样道理，电刷B始终有负极性，所以电刷 端能引出方向不变的但大小变化的脉振电动势。如每极下 的线圈数增多，可使脉振程度减小，就可获得直流电动势。 这就是直流发电机的工作原理。同时也说明子直流发电机 实质上是带有换向器的交流发电机。

特种电机



伺服电动机：执行电动机，在自动控制系统中，用作执 行元件，把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移 或角速度输出。伺服电机,可使控制速度,位置精度非常 准确。分交流和直流。 测速发电机 自整角机：也叫同步马达。分接收机和发射机两类 旋转变压器： 又称分解器，是一种控制用的微电机， 它将机械转角变换成与该转角呈某一函数关系的电信号 的一种间接测量装置。 步进电动机 每输入一个脉冲，电动机就移一步。
电机的相关知识
制水行业电机设备的运用与维修保养
电机概述

1、电机在国民经济生活中的作用 电能是能量的一种形式。与各种形式的能量相比，电能具有 明显的优越性，适宜大量生产、集中管理、远距离传输和自动控 制。人类对能源利用和控制的能力决定着社会生产潜能，又影响 着人类生活方式的进步。目前，全球每年电能的用量大约1万亿 千瓦时，并且还在以每年10亿千瓦时的速度增长。 电机是将电能从最初的能源形式转换过来的重要桥梁，又是 将大部分电能转换为机械能的装置。电机在电力工业、工矿业、 农业、交通运输业、国防、科学文化及日常生活等方面有着广泛 的应用。是十分重要的设备。在电力工业中有将机械能转换为电 能的发电机以及将电能转换为机械能的电动机，还有将电网电压 升高或减低的变压器，都是电力系统中的关键设备。在我们厂同 样有各种机床电机、压缩机、起重机、水泵、风机等。随着工业 企业电气化、自动化的发展，还需要众多的各种容量的精密控制 电机，作为整个自动化控制系统中的重要元件。显然，电机在国 民经济建设中起着非常重要的作用，随着生产的发展和科学技术 水平的提高，它本身的内容也在不断地深化和更新。

直流电动机的调速的三种方法： 根据直流电动机转速公式：n=u-IaRa/CaQ 得知电动机转速与电枢电阻Ra磁通Q及电压 U有关，所以有三种方法： 1、改变串入电枢回路的电阻的大小。 2、改变励磁磁通Q 的大小。 3、改变电机电源电压U的大小。

异步电动机
用途 在现代电网的动力负载中，异步电动机占百分之八 十五。例如：我们使用的起重设备，水泵、鼓风 机、机床等大部分都是三相异步电机来拖动。而 许多家用电器，例如洗衣机、电风扇、冰箱、空 调等都是单向异步电动机。 优点：具有较好的工作特性，结构简单、价格低廉、 运行可靠、坚固耐用、易于控制。 缺点:从电网中吸收感性无功功率，功率因数较差， 总是小于1.空载电流大，起动和调速性能不够理 想。
同步电机的并网运行的条件
发电机频率和电网的频率要下共同。 发电机和电网联接的相序相同。 发电机和电网电压大小和相位要相同。 发电机和电网的电压波形要相同。

同步电机和异步电机比较
相同点：定子上都有三相交流绕组，产生旋转磁 场。 主要不同点：1、异步电机的转子电流是由定子磁 场感应产生的，同步电动机的转子的电流是由外 加直流电源输入的。2、异步电动机的转速随负载 增大而减小，同步电动机的转速不随负载变化。 即机械特性是绝对硬特性。3、异步电动机的最大 电磁转矩与电网电压的平方成正比，同步电动机 的转矩与电网电压成正比。4、异步电动机能自行 起动，同步电动机不能自行起动。5、异步电动机 结构简单，价格较低，同步电动机结构复杂，价 格较高。
直流电机的基本结构

电机通常由两部分组成，一部分是固定不 动的，叫定子。包括：机壳、磁极、电刷 装置等。另一部分是转动的，叫转子。包 括：电枢铁心、电枢绕组、换向器等
直流电动机的起动和调速
直流电动机的三种起动方式: 一、直接起动，适合小功率的直流电动机。 内阻大，转速上升快，冲击电流可迅速衰 减，不至于绕组温升过高。 二、变阻器起动。串入一个分为几段的变阻 器，来控制电流。通常上限为（1.5～1.75） IN。下限值为（1.1～1.3） IN。 三、降压起动，控制起动电流和转矩。

1900年可靠的卷铁芯式变压器问世，从而开创了 长距离输电的新纪元。 尽管电机学的理论可追溯到100年以前。但更新和 提高的脚步从没有停止过。随着更好的铁磁和绝 缘材料的不断研制，高电压、大容量电机的制造 技术，大大降低了制造成本，提高了使用效率。 因此为其更广泛的运用打开了大门。可靠的高功 率等级的开关装置，以及近几十年由于“固态革 命”产生的微处理机，使得电气拖动领域控制水 平快速发展。所有的这一切都是能源的利用和控 制能力的提高从而不断地促进着人类生活方式的 进步。

同步电机
同步电机是运用电磁感应原理的一种交变旋转电机，它的 特点是转子转速与定子电流频率维持严格不变的关系， 即n=n1=60f1/p磁场和转子以同转速、同方向旋转，这 就叫“同步”。 1、用途 主要作为发电机运行，在现代电力系统中，几乎全部交 流电能均有同步发电机所发。 还可作为电动机使用，用以拖动生产机械，尤其是不要求 调速的大功率机械。 同步电机还可通过调节其励磁电流来改善电网的功力因数。 也可作为同步调相机使用，能向电网发出感性的无功功 率，满足电网对无功功率的要求。

异步电动机的分类与基本结构
分类 1、相数分：单相异步电动机和三相异步电动 机。日常生活和工业控制装置多用单相异 步电动机，大功率机械拖动时一般都用三 相异步电动机。 2、按转子结构分：有鼠笼式异步电动机和绕 线式异步电动机两种。其中鼠笼式异步电 动机，又包括单鼠笼式、双鼠笼式和深槽 式异步电动机。

电机的基本工作原理
电机的型式很多，但其工作原理都基于电磁感应定 律和电磁力定律。因此，其构造的一般原则是： 用适当的材料（导磁和导电材料）构成能相互进 行电磁感应的磁路和电路，以产生电磁功率和电 磁转矩，以达到转换能量形态的能力。 直流发电机的工作原理。 直流发电机的工作原理就是把电枢线圈中感应产生 的交变电动势，靠换向器配合电刷的换向作用， 使之从电刷端引出时变为直流电动势的原理。

从基本电磁情况来看，一台直流电机原则 上既可工作为电动机运行，也可以作为发 电机运行，只是约束的条件不同而已。在 直流电机的两电刷端上，加上直流电压， 将电能输入电枢，机械能从电机轴上输出， 拖动生产机械，将电能转换成机械能而成 为电动机，如用原动机拖动直流电机的电 枢，而电刷上不加直流电压，则电刷端可 以引出直流电动势作为直流电源，可输出 电能，电机将机械能转换成电能而成为发 电机。同一台电机，能作电动机或作发电 机运行的这种原理．在电机理论中称为可 逆原理。

法拉第电磁感应定律 楞次定律 BLV定则 安倍电路定律 能量守恒定律。

电机制造材料：导电材料（铜、铝、碳）； 导磁材料（钢、合金钢）；绝缘材料（棉 纱、天然丝、纸及其他类似的材料。机械 支撑材料（基座、端盖、螺杆等非磁性物 质。
电机的分类
按电机在应用中的能量转换功能分： 1、发电机——将机械能转换为电能 2、电动机——将电能转换为机械能 3、变换器——将电能转换为另一种形式的电 能，如变压器、变流器、变频机、移相机 4、控制电机——作为控制系统中的元件，进 行信号的传递、变换，不以功率传递为主 要职能。 按照所应用的电流种类，电机可分为：直 流电机和交流电机

3、按机壳的保护方式分：有防护式异步电动 机、封闭式异步电动机，以及防爆式异步 电动机。 基本结构
三相异步电动机的铭牌和额定值

三相异步电动机的型号
三相异步电动机的起动和调速与制动
三相笼型转子异步电动机起动 1、直接启动。直接将额定电压加到定子绕组。 该方法简单，不需要复杂的起动设备操作 方便。缺点是起动电流很大，引起电动机 发热，影响其寿命，对供电电压产生波动 并产生损耗。一般规定，小于7.5KW的鼠笼 式异步电动机或容量满足时，才允许直接 起动。直接起动时，输出电流是铭牌值 （额定电流）的5至6倍。

三相异步电动机的制动(机械和电气） 1、能耗制动。在定子绕组中通入直流励磁电 流，是定子产生静止磁场。 2、反接制动。有两种：一、转Biblioteka Baidu反向反接制 动（在转子中串入较大电阻）。二、定子 两相反接制动。 3、回馈制动。轴上通过外力输入功率电机为 发电机运行状态，将轴上输入的机械功率 转化为电能回馈给电网。
伺服电动机
测速发电机
旋转变压器
毕奥-萨伐尔定理 电荷的流动，即电流，产生磁场强度H。在距一长 载流导体的垂直距离为R（单位为m）的人艺一点 P处的H（单位为A/m）的大小由下式决定： H=(1/2X3.14XR)XIXaR B=u（导磁率）XH 由此可求出通电导体距离R处的磁通密度B和磁场强 度H值. 右手定则 右手握着一载流导体，且大拇指的方向指向电流方 向，握紧的四指所指磁通磁场方向。
电机的发明简史
电机的历史可追溯到1831年迈克尔.法拉第 发明的盘式电机，这是一种真正的直流电 机。 19世纪70年代,托马斯.爱迪生为实现真正意 义上的电功率分配,以便使电灯进入千家万 户开始了商业目的直流发电机的研制.将电 能从集中的发电站输出。倡导广泛地运用 电动机。并引入电网的基本框架这一概念。 电机历史上主要的里程碑是1888年尼古拉. 特斯拉发明了三相感应电机并申请了专利.

电磁理论基础

电磁力定律（洛仑兹力方程） F=qvXB=Lixb F为力，单位为N；q为电 荷电量，单位为C；V为电荷运动速度，单 位m/s；B为磁通密度，单位为T。说明电磁 场是一个空间区域，运动电荷在其内将受 到力的作用，其大小和方向有一定的规律。 电荷在通电导体中流动形成电流。电磁力 的方向由左手定则判定。即磁力线方向（B 的方向）穿过左手掌心，四指方向指向电 流方向，则大拇指方向即为通电导体的受 力方向。