电机分类,结构和原理(优.选)
《三相异步电动机》PPT课件优选全文
t
()电流入
2024年10月8日星期二
8
三相对称绕组通入三相对称电流就形成
旋转磁场。
2024年10月8日星期二
wt 0
9
2024年10月8日星期二
10
旋转磁场的转速大小
一个电流周期，旋转磁场在空间转过360°。则 同步转速（旋转磁场的速度）为：
I m iA iB iC
t
A YN Z
CS
B
2024年10月8日星期二X
16
电动机转速和旋转磁场同步转速的关系
2024年10月8日星期二
17
转差率 (s) 的概念：
转差率为旋转磁场的同步转速和电动机转速之差。即：
2024年10月8日星期二
18
旋转磁场的旋转方向
旋转方向：取决于三相电流的相序。
iA iB iC
iA iC
Im
Im
t
iB t
n0
n0
改变电机的旋转方向：换接其中两相
转子：在旋转磁场作用下， 产生感应电动势或 电流。 线绕式
定子绕组 （三相）
A
Y
定子
Z
C
B
鼠笼式
转子
X
2024年10月8日星期二
鼠笼转子
机座
3
三相定子绕组：产生旋转磁场。 组成：定子铁心、定子绕组和机座。
2024年10月8日星期二
4
转子：在旋转磁场作用下，产生 感应电动势或电流。
组成：转子铁心、转子绕组和转轴。
u1
e1
e 1
产生的感应电动
i2
e2
e 2 R2
势。
转、定子电路
2024年10月8日星期二
直流电动机的概述
直流电动机的概述一、引言直流电动机(DC motor)是一种将电能转换为机械能的设备，它广泛应用于工业生产、交通运输、家用电器等领域。
直流电动机具有结构简单、转速范围广、启动和调速性能优良等特点，因此在各个行业中都有着重要的地位。
二、直流电动机的分类1.永磁直流电动机(PMDC motor)永磁直流电动机是利用永磁体产生磁场，与线圈之间的交互作用来实现转动。
它具有结构简单、体积小巧、响应快速等特点，广泛应用于家用电器和办公设备中。
2.分别励磁直流电动机(SEDC motor)分别励磁直流电动机是通过外部励磁源提供励磁电流来产生旋转力矩。
它具有高效率、高功率密度等优点，被广泛应用于工业生产领域。
3.串联励磁直流电动机(SERDC motor)串联励磁直流电动机是将线圈和外部励磁源串联在一起，通过线圈和外部励磁源的电流之和来产生旋转力矩。
它具有启动扭矩大、转速范围广等特点，被广泛应用于电动车、电动工具等领域。
4.并联励磁直流电动机(PERDC motor)并联励磁直流电动机是将线圈和外部励磁源并联在一起，通过线圈和外部励磁源的电流之差来产生旋转力矩。
它具有高效率、高功率密度等优点，被广泛应用于工业生产领域。
三、直流电动机的结构直流电动机由定子和转子两部分组成。
定子包括铁芯、线圈和端盖等组件，它们固定在外壳内。
转子由铁芯、线圈和轴等组件构成，可以在定子内自由旋转。
四、直流电动机的工作原理1.运行时当直流电源施加到线圈上时，线圈内会产生一个旋转磁场。
这个旋转磁场与永久磁体(永磁直流电动机)或者外部励磁源(分别励磁/串联励磁/并联励磁直流电动机)之间会发生相互作用，从而产生一个旋转力矩，使转子开始旋转。
2.启动时在启动时，由于线圈内没有电流，因此没有旋转磁场。
为了使电机启动，需要通过外部的助力器(如起动电阻)来产生一个初始的旋转磁场。
当转子开始旋转后，助力器逐渐减小或消失。
五、直流电动机的应用1.家用电器：吸尘器、搅拌机、风扇等。
步进电机结构
步进电机的控制方式
01
控制方式是指如何控制步进电机的转 动角度和速度。
02
常见的控制方式包括：脉冲控制、方 向控制和速度控制。脉冲控制是指通 过输入不同数量和频率的脉冲信号来 控制电机的转动角度和速度；方向控 制是指通过改变输入脉冲的顺序来控 制电机的转动方向；速度控制则是指 通过改变输入脉冲的频率来控制电机 的转速。
步进电机的步进模式
步进模式是指步进电机在接收到一个脉冲信号时转动的角度或转过的步 数。
步进电机通常有三种步进模式：单拍制、双拍制和混合拍制。单拍制是 指每次只激发一个磁极，双拍制是指每次同时激发两个磁极，而混合拍
制则介于两者之间。
不同的步进模式适用于不同的应用场景，如单拍制适用于高精度定位， 双拍制适用于快速转动，混合拍制则适用于对速度和精度都有要求的场 合。
电机在动态条件下的效率表现，反映了电机 的能量转换效率。
共振频率
电机自身的固有频率，决定了电机对高频激 励的响应特性。
矩频特性
矩频曲线
描述电机输出转矩与转速之间 关系的曲线，反映了电机的输
出特性。
最高转速
电机在一定转矩下的最大转速 ，决定了电机的最高工作速度 。
转速范围
电机能够稳定工作的转速范围 ，反映了电机的适用范围。
步进电机的控制需要配合驱动器使用，相 对于其他电机来说控制复杂度较高。
06
步进电机的发展趋势和未 来展望
技术发展趋势
01
高精度控制
随着工业自动化和智能制造的快速发展，对步进电机的控制精度要求越
来越高。未来，步进电机将采用更先进的控制算法和驱动技术，实现更
精确的位置和速度控制。
02
高效能化
提高步进电机的效率和性能是未来的重要发展方向。通过改进电机材料、
电机深度解析实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的通过对不同类型电机的原理、结构、性能和应用进行深度解析，了解电机的工作原理、技术特点以及在实际应用中的优缺点，为电机选型和应用提供理论依据。
二、实验内容1. 直流电机（1）原理：直流电机利用电磁感应原理，将电能转换为机械能。
当电流通过线圈时，在磁场中产生力矩，使线圈转动。
（2）结构：直流电机主要由定子、转子、电刷、换向器和端盖等组成。
（3）性能：直流电机具有调速范围宽、启动转矩大、响应速度快等优点。
（4）应用：广泛应用于汽车、船舶、家用电器、工业生产等领域。
2. 交流异步电机（1）原理：交流异步电机利用电磁感应原理，将电能转换为机械能。
定子产生旋转磁场，转子在磁场中受到力矩作用而转动。
（2）结构：交流异步电机主要由定子、转子、轴承、端盖等组成。
（3）性能：交流异步电机具有结构简单、成本低、运行可靠、维护方便等优点。
（4）应用：广泛应用于工业生产、家用电器、农业机械等领域。
3. 交流同步电机（1）原理：交流同步电机利用电磁感应原理，将电能转换为机械能。
定子产生旋转磁场，转子在磁场中受到力矩作用而转动，转速与电源频率同步。
（2）结构：交流同步电机主要由定子、转子、轴承、端盖等组成。
（3）性能：交流同步电机具有精度高、稳定性好、功率因数高、效率高、调速范围宽等优点。
（4）应用：广泛应用于发电、输电、大型机械、精密仪器等领域。
4. 步进电机（1）原理：步进电机将脉冲信号转换为机械运动，每输入一个脉冲信号，电机转动一个步距角。
（2）结构：步进电机主要由定子、转子、线圈、磁体等组成。
（3）性能：步进电机具有定位精度高、响应速度快、控制简单等优点。
（4）应用：广泛应用于数控机床、自动化设备、机器人、精密仪器等领域。
5. 扁线电机（1）原理：扁线电机采用扁线绕制技术，提高槽满率，减小集肤效应，降低损耗。
（2）结构：扁线电机主要由定子、转子、绕组、冷却系统等组成。
（3）性能：扁线电机具有高效、节能、低噪音等优点。
新能源汽车驱动电机分类及其特点
新能源汽车驱动电机分类及其特点1.根据结构和工作原理分类驱动电机按照工作电源种类可分为直流电机和交流电机。
按结构和工作原理可分为直流电机、异步电机、同步电机。
目前，在新能源汽车领域，常用的驱动电机有直流电机（DC Motor）、感应电机（IM）、直流无刷电机（BLDC）、永磁同步电机（PMSM）以及开关磁阻电机（SRM）等。
（1）直流电机。
在电动汽车发展的早期，很多电动汽车都是采用直流电机方案。
主要是看中了直流电机的产品成熟，控制方式容易，调速优良的特点。
但由于直流电机本身的短板非常突出，其自身复杂的机械结构（电刷和机械换向器等），制约了它的瞬时过载能力和电机转速的进一步提高；而且在长时间工作的情况下，电机的机械结构会产生损耗，提高了维护成本。
此外，电机运转时的电刷火花会使转子发热，浪费能量，散热困难，还会造成高频电磁干扰，这些因素都会影响整车性能。
由于直流电机的缺点非常突出，目前的电动汽车已经将直流电机淘汰。
（2）交流异步电机。
交流异步电机是目前工业中应用十分广泛的一类电机，其特点是定、转子由硅钢片叠压而成，两端用铝盖封装，定、转子之间没有相互接触的机械部件，结构简单，运行可靠耐用，维修方便。
交流异步电机与同功率的直流电机相比效率更高，质量约轻了1/2。
如果采用矢量控制的控制方式，可以获得与直流电机相媲美的可控性和更宽的调速范围。
由于有着效率高、比功率较大、适合于高速运转等优势，交流异步电机是目前大功率电动汽车上应用较广的电机。
但在高速运转的情况下电机的转子发热严重，工作时要保证电机冷却，同时交流异步电机的驱动、控制系统很复杂，电机本体的成本也偏高，另外，运行时还需要变频器提供额外的无功功率来建立磁场，故相与永磁电机和开关磁阻电机相比，交流异步电机的效率和功率密度偏低，不是能效化的选择。
汽车一般以一定的高速持续行驶，所以能够让高速运转而且在高速时有较高效率的交流异步电机得到广泛应用。
（3）永磁同步电机。
直流电机工作原理
电磁转矩——“电动作用”
发电机： 主电动势
反转矩
电动机： 反电动势
主转矩
原动机 Ea>U 电负载
发电机
直流电机
电源 Ea<U 机械负载
电动机
☞ 电机分交流电机和直流电机两种：
直流电机—工作电压为直流； 交流电机—工作电压为交流。
☞ 直流电机分直流电动机和直流发电机两种：
直流电动机—将电能转换为机械能； 直流发电机—将机械能转换为电能。
直流电机发展形势：
随着近年来电力电子学和微电子学的迅速发展，将逐步被 交流调速电动机取代，直流发电机则正在被电力电子器件整 流装置所取代。但在今后一个相当长的时期内，直流电机仍 将在许多场合继续发挥作用。
直流电机的可逆原理
直流电机的可逆原理：一台电机既可作为发电机运行，又可 作为电动机运行。
感应电动势——“发电作用”
3. 换向极
一般用于1kW以上的直流电机中，位置在两主极之间， 帮助电枢换向并消除或减弱电枢反应。换向极铁心用整块钢 或钢板绝缘后叠装而成，换向绕组一般由粗的扁铜线绕成， 且与电枢绕组相串联。
B
结论：线圈内部电流 I 交变，
A
感应电动势 Ea交变，但电刷
电动势方向不变，电磁转矩T
方向与T1相反。
直流电动机原理
1. 电源正接换向片A，电源负接换向片B
T Ea Ia
电流：由A流进，由B流出； 电磁转矩：方向逆时针； 线圈感应电动势：A为高电位 ，B为低电位。
2. 线圈逆时针旋转——电源正接换向片B，电源负接换向片A
直流电机的基本工作原理
电磁力定律：垂直于磁力线的导体通过电流时，会受到力的作用。
若与磁力线垂直的导体通过电流，导体受的力为：F=B·L·I
电机的种类及工作原理的有效分析
步距角：步进电机每改变一次通电状态（一拍）转子所转 过的角度称为步距角。
步距角的计算公式：
式中：m为步进电机的相数；C为通电状态系数，单拍或双拍工作时C=1，单双拍混合方式工作时C=2；Zr为步进电机转子的齿数。
步进电机的控制方式分三种： （1）三相单三拍工作方式，A-B-C-A; (2) 三相单、双六拍工作方式， A-AB-B-BC-CA-A; (3)三相双三拍工作方式， AB-BC-CA-AB;
分为同步测速发电机和异步测速发电机
一、空心杯转子异步测速 发电机的工作原理
切割电动势计算公式
1、n=0电机不转 输出电压 U2=0
2、n 0 电机旋转
切割电动势大小:
即：输出绕组的感应电动势的幅值正比于电机的转速。
STEP3
STEP2
STEP1
异步测速发电机的误差
各相绕组中的总组的磁动势：
发送机的交轴磁动势分量：
发送机的直轴磁动势分量：
合成磁动势的幅值：
同理可求得接收机的整步磁动势为：
01
力矩式自整角机的转矩： 式中：k1为转矩系数，φ为直轴磁通与交轴磁动势间的夹角。
02
二、控制式自整角机的结构与工作原理
STEP4
STEP3
STEP2
STEP1
单相异步电动机的结构特点、优缺点及应用情况，单相异步电动机广泛应用于家电、医疗器械、轻工设备中；
单相感应电动机的工作原理，为什么没有起动转矩？
单相感应电动机的的起动方法与类型
分相起动电动机；2） 罩极电动机。
小结：
7.4.1 直流电动机
直流伺服电机的结构
步进电机的动特性是指步进电机从一种通电状态转换到另一种通电状态所表现出的性质。 动态特性包括动稳定区、起动转矩、起动频率及频率特性等。
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。
电动机分类及工作原理
电动机分类及工作原理一、引言电动机是将电能转换为机械能的装置，广泛应用于工业、农业、交通、家庭等领域。
根据不同的工作原理和结构特点，电动机可以分为多种类型。
本文将对常见的几种电动机进行分类和介绍其工作原理。
二、直流电动机1.结构直流电动机由定子和转子两部分组成。
定子由磁极、线圈和集电环组成，转子由铁芯、线圈和集电刷组成。
2.工作原理当直流电流通过定子线圈时，会在磁极产生磁场。
转子上的线圈受到磁场的作用，会产生旋转力矩，并带动转子旋转。
同时，集电刷与集电环接触，将定子上的直流电源供给给转子上的线圈。
3.优缺点直流电动机具有启动扭矩大、速度调节范围广等优点，在许多场合得到广泛应用。
但是，它也存在着换向器寿命短、噪音大等缺点。
三、交流异步电动机1.结构交流异步电动机由固定部分（定子）和旋转部分（转子）组成。
定子上的线圈连接交流电源，转子上的线圈则通过感应产生电流。
2.工作原理当定子上的线圈通电时，会在定子中产生磁场。
这个磁场会穿过空气间隙，感应到转子上的导体中，导致导体中产生感应电流。
由于感应电流和磁场互相作用，使得转子开始旋转。
3.优缺点交流异步电动机具有结构简单、维护方便等优点，在家庭、工业生产等领域得到广泛应用。
但是，它也存在着起动扭矩小、调速范围窄等缺点。
四、同步电动机1.结构同步电动机由定子和转子两部分组成。
定子与交流异步电动机类似，但是转子上有绕组和永磁体。
2.工作原理当定子上的线圈通交流电时，会在定子中产生旋转磁场。
由于转子上有永磁体，它们之间会发生相互作用，并使得转子跟随旋转磁场旋转。
3.优缺点同步电动机具有调速范围广、运行稳定等优点。
但是，它也存在着起动困难、对电源质量要求高等缺点。
五、步进电动机1.结构步进电动机由定子和转子两部分组成。
定子上的线圈通交流电，转子上有永磁体和绕组。
2.工作原理当定子上的线圈通电时，会在定子中产生旋转磁场。
由于转子上有永磁体和绕组，它们之间会发生相互作用，并使得转子按照一定的步长旋转。
交流与直流电机调速方法分类原理优缺点应用
交流与直流电机调速方法分类原理优缺点应用三相交流电机调速有哪些方法1 变极调速.2变频调速.3变转差率调速...三相交流电机有很多种。
1.普通三相鼠笼式。
这种电机只能通过变频器改变电源频率和电压调速（F/U)。
2.三相绕线式电机，可以通过改变串接在转子线圈上的电阻改变电机的机械特性达到调速的目的。
这种方式常用在吊车上。
长时间工作大功率的绕线式电机调速不用电阻串接，因为电阻会消耗大量的电能。
通常是串可控硅，通过控制可控硅的导通角控制电流。
相当于改变回路中的电阻达到同上效果。
转子的电能经可控硅组整流后，再逆变送回电网。
这种方式称为串级调速。
配上好的调速控制柜，据说可以和直流电机调速相比美。
3.多极电机。
这种电机有一组或多组绕组。
通过改变接在接线合中的绕组引线接法，改变电机极数调速。
最常见的4/2极电机用（角/双Y)接。
4.三相整流子电机。
这是一种很老式的调速电机，现在很用了。
这种电机结构复杂，它的转子和直流电机转子差不多，也有换向器，和电刷。
通过机械机构改变电刷相对位置，改变转子组绕组的电动势改变电流而调速。
这种电机用的是三相流电，但是，严格上来说，其实它是直流机。
原理是有点象串砺直流机。
5.滑差调速器。
这种方式其实不是改变电机转速。
而是改变和是电机轴相连的滑差离合器的离合度，改变离合器输出轴的转速来调速的。
还有如，硅油离合器，磁粉离合器，等等，一此离合机械装置和三相电机配套，用来调速的方式。
严格上来说不算是三相电机的调还方式。
但是很多教材常常把它们算作调速方式和一种。
直流电机的调速方法一是调节电枢电压，二是调节励磁电流，而常见的微型直流电机，其磁场都是固定的，不可调的永磁体，所以只好调节电枢电压，要说有那几种调节电枢电压方法，常用的一是可控硅调压法，再就是脉宽调制法(PWM)。
PWM的H型属于调压调速。
PWM的H桥只能实现大功率调速。
国的超大功率调速还要依靠可控硅实现可控整流来实现直流电机的调压调速。
电动机的种类及其优缺点
电动机的种类及其优缺点（一）目的意义为了了解电动机的种类以及根据种类及其优缺点在现实应用中更加合理经济的选择电动机。
（二）电动机的划分1.按工作电源种类划分电动机：（1）直流电动机：无刷直流电动机铝镍钴永磁直流电动机有刷直流电动机：永磁直流电动机：稀土永磁直流电动机铁氧体永磁直流电动机电磁直流电动机：串励直流电动机并励直流电动机他励直流电动机复励直流电动机（2）交流电动机：单相电动机三相电动机按结构和工作原理划分电动机：（1）直流电动机（2）异步电动机：感应电动机：单相异步电动机三相异步电动机罩极异步电动机交流换向器电动机：单向串励电动机交直流两用电动机推斥电动机（3）同步电动机：永磁同步电动机磁阻同步电动机磁滞同步电动机按启动与运行方式划分电动机：电容启动式单相异步电动机电容运转式单相异步电动机电容启动运转式单相异步电动机分项式单相异步电动机按转子的结构划分电动机：鼠笼式异步电动机绕线型异步电动机按用途划分电动机：驱动用电动机：电动工具用电动机家用电动机通用小型机械设备用电动机控制用电动机：步进电动机伺服电动机按运转速度划分电动机：（1）低速电动机：齿轮减速电动机电磁减速电动机力矩电动机（2）高速电动机：爪极电动机（3）恒速电动机：有极恒速电动机无极恒速电动机（4）调速电动机：有极变速电动机无极变速电动机电磁调速电动机直流调速电动机Pwm调速电动机开关磁阻调速电动机按电机结构尺寸分类，可将电机分为大型、中型、小型1）16号机座及以上，或机座中心高大于630mm，或者定子铁心外径大于990mm的，属于大型电动机。
2）11～15号机座，或机座中心高在355mm～630mm，或者定子铁心外径在560～990mm之间的，的属于中型电动机；3）10号及以下机座，机座中心高在80mm～315mm，或者定子铁心外径在125～560mm之间的，属于小型电动机；（三）部分电动机的优缺点1.永磁同步电动机特点：永磁同步电动机结构简单、体积小、重量轻、损耗小、效率高，和直流电机相比它没有直流电机的换向器和电刷等缺点。
新能源汽车驱动电机分类选型、优缺点和技术发展路线解析
新能源汽车驱动电机分类选型、优缺点和技术发展路线解析随着全球对环保和能源转型的重视，新能源汽车已经成为交通产业未来的重要发展方向。
其中，驱动电机作为新能源汽车的核心部件，直接影响到车辆的性能和效率。
一、驱动电机分类1. 直流电机（DC Motor）：直流电机是最早的电动汽车驱动电机，其优点包括控制性能好、转矩大、转速高。
然而，直流电机的缺点也很明显，如维护成本高、效率低、能量密度小等，这使得其在新能源汽车领域的应用逐渐减少。
2. 交流感应电机（Induction Motor）：交流感应电机是一种高效、可靠的电机，广泛用于新能源汽车。
其优点包括结构简单、维护成本低、效率高、能量密度大等。
然而，交流感应电机的控制性能相对较差，需要复杂的控制系统。
3. 永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM）：永磁同步电机是一种高性能、高效电机，其优点包括转矩大、效率高、体积小、重量轻等。
然而，永磁同步电机的制造成本较高，而且其控制性能对控制系统的要求较高。
4. 开关磁阻电机（Switched Reluctance Motor, SRM）：开关磁阻电机是一种新型的电机，其优点包括结构简单、维护成本低、效率高、体积小等。
然而，开关磁阻电机的噪音和振动较大，控制性能也不如交流感应电机和永磁同步电机。
二、驱动电机选型在选择新能源汽车驱动电机时，需要考虑以下因素：1. 功率和转矩：根据车辆的性能需求和行驶工况，选择具有足够功率和转矩的电机。
2. 效率和能量密度：高效的电机可以减少能源消耗，提高车辆的续航里程。
同时，能量密度大的电机可以减轻车辆重量，进一步提高车辆的效率。
3. 控制性能：良好的控制性能可以提高车辆的响应速度和稳定性。
4. 制造成本和维护成本：考虑电机的制造成本和维护成本，以降低车辆的总成本。
5. 环境适应性：根据车辆的运行环境和气候条件，选择适应性强的电机。
电机知识
例如：A绝缘，若在90～95 ℃ 使用寿命可达20年，但 在95 ℃以上，每升高8～ 10 ℃ ，使用寿命就减少一半。 当在110 ℃工作时，寿命仅有4～5年。
电动机的绝缘如果损坏，运行中机壳就会带电。
一旦机壳带电而电动机又没有良好的接地装置， 当操作人员接触到机壳时，就会发生触电事故。
因此，电动机的安装、使用一定要有接地保护。 绝缘损坏还可造成电气短路烧坏电机等事故。
定子绕组
接线盒
三相定子绕组的六个引出线头。
三相绕组的始端和末端，分别用U1、V1、W1和U2、 V2、W2表示。都引到了接线盒的接线板上，可根据 需要接成三角或星形接法。 接线盒
W2 U1 L1
U2 V1 L2
V2 W1 L3
W2 U1 L1
U2
V2
V1
L2
W1
L3
机座
机座是电动机的外壳，起支撑散热的作用，要求有足 够的机械强度和刚度，能承受运输和运行过程中的各 种作用力，通常用铸铁铸成，较大容量的异步电机， 一般采用钢板焊接机座。 吊环 铭牌 端盖
W2 W1
V2 V1 V2 V1
iA A 三 相 电 源 iB B iC C U1
W2 W1
W2 W1
V2 V1 V2 V1
U2 U1 三 相 U2 绕 组
Im
iA
iB
iC
t
0
60
V2 W 1
U1
W 2
V1 S U2 W 1 U2
V2
U1 N S S
W 2 V1
• 绕线转子异步电动机：起动力矩大，卷扬机、水 泵和行车。
鼠笼式转子
转子绕组的外形就像一个“鼠笼”。
由于异步电动机的转子绕组不必由外界电源供电， 因此可以自行闭合构成短路绕组。
车用电机分类
车用电机分类以车用电机分类为标题的文章：一、直流电机直流电机是一种常见的车用电机类型，它通过直流电源供电，并且具有可逆性。
直流电机根据其结构和工作方式，又可以分为刷式直流电机和无刷直流电机两种。
1. 刷式直流电机刷式直流电机是一种较为简单的电机类型，它通过刷子与电机转子上的集电环接触，实现电流的传递和转子的转动。
刷式直流电机结构简单，成本较低，因此在许多低功率的车辆中广泛使用，如电动自行车、电动摩托车等。
然而，刷子与集电环的摩擦会产生摩擦电火花和刷子磨损，影响电机寿命和性能。
2. 无刷直流电机无刷直流电机是一种先进的电机类型，它通过电子换向器（ESC）来控制转子的转向，不需要刷子与集电环的接触。
无刷直流电机具有高效率、低噪音和长寿命的优点，因此在高性能电动车辆中得到了广泛应用，如电动汽车、电动滑板车等。
无刷直流电机的结构更加复杂，成本也较高，但随着技术的发展，其应用范围不断扩大。
二、交流电机交流电机是另一种常见的车用电机类型，它通过交流电源供电，并且具有正反转的功能。
交流电机根据其结构和工作方式，又可以分为异步电机和同步电机两种。
1. 异步电机异步电机是一种常见的工业电机，它通过电磁感应原理实现转子的转动。
异步电机结构简单，成本较低，因此在一些低功率的车辆中使用较多，如电动三轮车、电动高尔夫球车等。
然而，异步电机的起动和调速性能相对较差，效率也较低，因此在高性能电动车辆中应用较少。
2. 同步电机同步电机是一种高性能的电机类型，它通过电磁场与转子的磁场同步，实现转子的转动。
同步电机具有高效率、高功率密度和精准控制等优点，因此在一些高性能电动车辆中得到了广泛应用，如电动赛车、电动摩托车等。
同步电机的结构较为复杂，成本也较高，但随着技术的进步，其应用前景越来越广阔。
三、其他类型电机除了直流电机和交流电机，还有一些其他类型的车用电机。
1. 步进电机步进电机是一种特殊的电机类型，它通过精确控制电流的大小和方向，使转子按照一定的步进角度转动。
伺服电机分类与工作原理及优缺点
伺服电机分类与工作原理及优缺点“伺服”一词源于希腊语“奴隶”的意思。
“伺服电机”可以理解为绝对服从控制信号指挥的电机：在控制信号发出之前，转子静止不动;当控制信号发出时，转子立即转动;当控制信号消失时，转子能即时停转。
伺服电机是自动控制装置中被用作执行元件的微特电机，其功能是将电信号转换成转轴的角位移或角速度。
伺服电动机又称执行电动机，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。
伺服电机的分类伺服电机分为交流伺服和直流伺服两大类。
交流伺服电机的基本构造与交流感应电动机(异步电机)相似。
在定子上有两个相空间位移90°电角度的励磁绕组Wf和控制绕组WcoWf，接恒定交流电压，利用施加到Wc上的交流电压或相位的变化，达到控制电机运行的目的。
交流伺服电机具有运行稳定、可控性好、响应快速、灵敏度高以及机械特性和调节特性的非线性度指标严格(要求分别小于10%～15%和小于15%～25%)等特点。
直流伺服电机的优缺点优点：速度控制精确，转矩速度特性很硬，控制原理简单，使用方便，价格便宜。
缺点：电刷换向，速度限制，附加阻力，产生磨损微粒(无尘易爆环境不宜)。
直流伺服电机基本构造与一般直流电动机相似。
电机转速n=E/K1j=(Ua-IaRa)/K1j，式中E为电枢反电动势，K为常数，j为每极磁通，Ua、Ia为电枢电压和电枢电流，Ra为电枢电阻，改变Ua或改变φ，均可控制直流伺服电动机的转速，但一般采用控制电枢电压的方法，在永磁式直流伺服电动机中，励磁绕组被永久磁铁所取代，磁通φ恒定。
直流伺服电动机具有良好的线性调节特性及快速的时间响应。
交流伺服电机的优缺点优点：速度控制特性良好，在整个速度区内可实现平滑控制，几乎无振荡，90%以上的高效率，发热少，高速控制，高精确度位置控制(取决于编码器精度)，额定运行区域内，可实现恒力矩，惯量低，低噪音，无电刷磨损，免维护(适用于无尘、易爆环境)。
电机的分类
一、电机基本分类1、按输入电流划分1) 直流电机原理：输入电流为直流通过电刷和换向片使电机转子持续不断的得到同一方向电流。
优点：直流电动机的调速范围宽广，调速特性平滑，过载能力较强，起动和制动转矩较大。
缺点：由于电刷易磨损，所以电机寿命不高；并且直流电机功率相对较小。
2) 交流电机原理：输入电流为交流，用电磁铁代替永磁体，交流信号加载到电机定子上产生旋转磁通势，从而使电机绕组不断切割磁力线产生场力。
优点：寿命高，功率大，受到大电流冲击时不易损坏，冷却制动都较为方便。
缺点：精度低，调速性能较差。
2、按控制方式划分1) 传统电机原理：模拟量输入，即对电枢绕组直接通电，对电机的控制完全取决于对输入电流和电压的控制。
优点：价格低，控制电路简单，功率可以做到很大。
缺点：精度很低，调速曲线很粗糙。
2) 步进电机原理：步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。
通俗一点讲：当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（及步进角）。
可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。
优点：由于是数字量输入，电机精度得到了极大的提高，速度与加速度控制很容易实现，且控制效果较好。
缺点：高速时性能差，控制器驱动器电路复杂体积大。
价格高于传统电机。
3) 伺服电机原理：伺服电动机又称执行电动机，分为直流和交流伺服电动机两大类，伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度。
伺服电机的精度决定于编码器的精度（线数）。
优点：由于伺服电机自带电机编码器形成内闭环所以控制精度很高，能在高速下正常运行。
驱动器可与上位机直接通信。
缺点：价位高，进口商品供货周期长，维修费用高。
3、按换向方式划分1) 有刷电机原理：电机电刷的原理与滑环类似，直流电机通过电刷将直流电输送到绕组上，电刷的存在使得电机在转动过程中不会绕线。
《直流电动机》课件
电动工具
直流电动机可以作为电动 工具的驱动，如电钻、电 锯等。
家用电器控制
直流电动机还可以用于控 制家用电器，如电饭煲、 微波炉等电器的开关和调 节。
05 直流电动机的优缺点
优点
结构简单
直流电动机的结构相对简单， 主要由定子、转子和励磁绕组 组成，使得其制造成本和维护
成本较低。
控制精度高
直流电动机的转速与输入电压 成正比，可以通过精确控制输 入电压或电流来达到高精度的 速度控制。
市场发展前景
工业自动化
随着工业自动化程度的提高，直 流电动机作为重要的动力设备，
其市场需求将进一步扩大。
新能源汽车
新能源汽车的快速发展将带动直 流电动机市场的增长，如电动汽 车、混合动力汽车等都需要大量
直流电动机作为动力系统。
智能家居
智能家居市场的不断扩大也将为 直流电动机带来新的应用场景， 如智能吸尘器、智能扫地机器人
步进电动机
总结词
步进电动机是一种将数字脉冲信号转换为旋转运动的装置，常用于自动化控制系统中。
详细描述
步进电动机的定子上安装有多相励磁绕组，而转子上安装有多个小齿。当给定一个脉冲 信号时，步进电动机的转子会转动一个固定的角度，其转速和方向取决于输入脉冲的频 率和相序。步进电动机具有较高的定位精度和可靠性，因此在许多自动化控制系统中得
《直流电动机》PPT课 件
目录
Contents
• 直流电动机简介 • 直流电动机的结构 • 直流电动机的分类 • 直流电动机的应用 • 直流电动机的优缺点 • 直流电动机的发展趋势与未来展望
01 直流电动机简介
直流电动机的定义
总结词
描述直流电动机的基本概念和定 义。
第二章 直流电动机
把电枢外圆展开成直线，为分析气隙的磁动势画出. 如图+x O x 闭合回路。忽略铁心部分所需的磁压降， 则消耗在x点处每个气隙上的电枢磁动势为
Nia 1 2x Fa ( x) Nia x Ax 2 πDa πDa
。
Nia 1 2x Fa ( x) Nia x Ax 2 πDa πDa
式中 ——电枢表面单位长度上的安培导 体数； ia导体的电流；N电枢总导体数；Da电枢的直 径。
Nia A πDa
电枢磁场沿气隙的磁通密度分布为
Ba ( x) 0 H a 0 Fa
0
Ax
Ba ( x) 0
Ax
Fa ( x) Ax
2.3.3 电枢反应
直流电机电枢磁动势对励磁磁场的影响，称为电枢反应 1、使气隙磁场发生畸变，物理中性线偏离。 2、电枢反应有一定的去磁作用。
2. 换向的基本概念 直流电机工作作时，电抠绕组各元件不断地 从一个支路，换入另一个支路，元件中的电 流也不断地改变方向，过程叫做换向。
磁通密度不为为 零
磁通密度为零
空载磁场
负载磁场
常用的改善换向方法有两种： 加装换向磁极和移动电刷
1、加装换向磁极: 换向极绕组与电枢绕组串联，产生的磁动势与 电枢反应磁动势方向相反，
2.1 直流电机的工作原理
2.1.1 直流电动机的工作原理
直流电动机组成： NS磁极、绕有线圈的圆柱体电枢、换 向器、电刷
电刷和换向器
把转动的电枢与外 部固定的电源连接在 一起。 产生方向不变的电 磁转矩使电机连续转 动。 将输入的直流电能 变换为机械能输出。
2.1 直流电机的工作原理
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电机知识学习总结1基本知识介绍1.1直流、单相交流、三相交流1.2交流下有“同步和异步”的区别同步异步指的是转子转速与定子旋转磁场转速是同步（相同）还是异步（滞后），因而只有交流能产生旋转磁场，只有交流电机有同步异步的概念。
同步电机——原理：靠“磁场总是沿着磁路最短的方向上走”实现转子磁极与定子旋转磁场磁极逐一对应，转子磁极转速与旋转磁场转速相同。
特点：同步电机无论作为电动机还是发电机使用，其转速与交流电频率之间将严格不变。
同步电机转速恒定，不受负载变化影响。
异步电机——原理：靠感应来实现运动，定子旋转磁场切割鼠笼，使鼠笼产生感应电流，感应电流受力使转子旋转。
转子转速与定子旋转磁场转速必须有转速差才能形成磁场切割鼠笼，产生感应电流。
区别：（1）同步电机可以发出无功功率，也可以吸收；异步电机只能吸收无功。
（2）同步电机的转速与交流工频50Hz电源同步，即2极电机3000转、4极1500、6极1000等。
异步电机的转速则稍微滞后，即2极2880、4极1440、6极960等。
（3）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。
同步电动机可以用以改进供电系统的功率因素。
同步电机无法直接启动：刚通电一瞬间，通入直流电的转子励磁绕组是静止的，转子磁极静止；定子磁场立即具有高速。
假设此瞬间正好定子磁极与转子磁极一一对应吸引，在定子磁极在极短的时间内旋转半周的时间之内，会对转子产生吸引力，半周之后将会产生排斥力。
由于转子有转动惯量，转子不会转动起来，而是在接近于0的速度下左右震动。
因此同步电机需要鼠笼绕组启动。
转速差使其产生感应电流，而感应电流具有减小转速差的特性（四根金属棒搭成井形，内部磁场变密会减小面积，变疏会增加面积，阻止其变化趋势），因而会使转子转动起来，直到感应电流与转速差平衡（没有电流就不会有力，因而不会消除转速差，猜测与旋转阻力有关）。
1.3永磁、电磁、感磁（构成定子、转子）永磁——永磁铁电磁——通电线圈感磁——无电闭合绕组、鼠笼永磁和电磁大多数情况下可以互换，感磁需要有旋转磁场的场合才能用，在三相同步电机中经常作为启动与电磁/永磁共用于转子。
1.4有刷无刷电机有刷和无刷对电机结构影响很大，刷指的是转子通电时的电刷换向器、或者滑环。
2电机分类2.1直流2.1.1直流有刷电机（1）结构：转子——1绕组（没有旋转磁场不能用感磁，永磁不能换向也不能用）定子——永磁/电磁（串励、并励、他励、复励）（2）启动：通电就能动。
（电枢绕组如果只有1圈会有死点，十字交叉2圈以上就没有了。
）（3）换向：永磁改变定子电流方向；他励改变定子或转子电流方向；串励、并励、复励改变转子绕组接线方式。
（4）调速：调节转子电压；他励还可以调节定子电压。
（5）特点：定子上安装有固定的主磁极和电刷，转子上安装有电枢绕组和换向器。
由于电刷和换向器的存在，有刷电机的结构复杂，可靠性差，故障多，维护工作量大，寿命短，换向火花易产生电磁干扰。
2.1.2直流无刷电机（1）结构：转子——鼠笼/永磁/鼠笼嵌入永磁（由于无刷不能电磁）定子——3绕组（形成旋转磁场），传感器（检测转子位置用于驱动器控制）（2）原理：驱动器——直流--驱动器--三相可变频交变矩形电波（正弦形是伺服电机）--定子旋转磁场。
与三相鼠笼异步电动机类似。
（3）启动：驱动器EN接地打开。
（4）换向：驱动器F/R接地打开。
（5）调速：旋转调速电位器。
（6）特点：铁氧体永磁无刷直流电动机以廉价见长，且性能良好，广泛用于家用电器、汽车、玩具、电动工具等领域。
用稀土永磁材料作磁极制的稀土永磁无刷直流电动机，体积小且性能更好，但价格昂贵，主要用于航天、计算机、井下仪器等。
2.2单相交流2.2.1单相交流串励电机（有刷）（1）结构：转子——1绕组定子——1绕组转子绕组与定子绕组通过电刷串励。
（感觉原理上并励也通，但是没有搜到相关资料）（2）原理：由于定子和转子串联，在电源正半周期，定子磁场与转子电流产生转矩；电源负半周期，由于定子磁场和转子电流同时改变方向，因此转矩方向不变。
当转子旋转半个周期以后，由于电刷改变转子接入电路方向，使得转矩依然不变。
（3）启动：通电就能动。
（4）换向：改变定子或者转子线圈的接法。
（5）调速：调压调速。
（6）特点：单相串励电动机属于单相交流异步电动机俗称串励电机或通用电机（Universal Motor国外叫法，感觉是因为交直流通用而得名），因电枢绕组和励磁绕组串联在一起工作而得名。
单相串励电动机又叫做交直流两用串励电动机，它既可以使用交流电源工作，也可以使用直流电源工作。
它的优点是由于它转速高、起动力矩大、体积小、重量轻、不容易堵转、适用电压范围很广，可以用调压的方法来调速，简单且易于实现。
因而在电动工具中得到广泛的应用。
单相串励电机的结构同直流串励电机十分相似，主要的区别在于单相串励电机的定子铁心必须由硅钢片叠压而成，而直流的磁极既可以由叠压而成，又可以做成整体结构。
2.2.2单相交流异步电机（电容分相）（无刷）（单相交流没有搜到有同步电机但感觉原理上存在）（1）结构：转子——鼠笼定子——1绕组（运行绕组）+1（带电容）绕组（启动绕组）（2）原理：单相交流电机定子绕组接成单极或者多极都不能形成旋转磁场，几个磁极大小和方向同时变化，合成一起以后，就是一维变化的磁场，因而需要启动绕组串接电容，使得相位滞后90度，这样便能形成旋转磁场。
当电机启动以后，转子旋转周期与定子磁场一维交变周期相同，相当于直流电机的换向，因而能够持续转动。
（3）启动（电容分相）：第一种，起动绕组参与运行工作，运转速率大致保持定值。
主要应用于电风扇,空调风扇电动机，洗衣机等电机。
第二种，起动绕组不参与运行工作，起动后离心开关断开起动绕组，而电动机以运行绕组线圈继续动作。
第三种，起动绕组串连大容量电容起动，起动后串联小容量电容运行。
电机静止时离心开关是接通的，给电后起动电容参与起动工作，当转子转速达到额定值的70%至80%时离心开关便会自动跳开，起动电容完成任务，并被断开。
而运行电容串接到起动绕组参与运行工作。
这种接法一般用在空气压缩机，切割机，木工机床等负载大而不稳定的地方。
（4）换向：只有单相可逆电机能换向。
1、单相电动机有两组线圈，有一个公共端，一个运行端，一个启动端，电容接在运行端和启动端之间。
电源接在公共端和运行端时，电机正转；电源接在公共端和启动端时，电机反转；只有运行线圈和启动线圈截面积一样的单相可逆电机，才能正反转，否则反转不能带负荷。
2、交流单相220V双电容电机。
3、你最好测一下看看主副绕组的电阻看看是否一样。
如果一样可以实现正反转如果不一样就不行了。
参照洗衣机电机接线。
（洗衣机电机的两个绕组参数是1样的）。
（5）调速：单相电机调速方法：1、串电抗器调速：将电抗器与电动机定子绕组串联，利用电抗器上产生的压降使加到电机定子绕组上的电压低于电源电压，从而达到降低电动机转速的目的。
此种调速方法，只能是由电机的额定转速往低调。
多用在吊扇及台扇上。
2、电动机绕组内部抽头调速：通过调速开关改变中间绕组与启动绕组及工作绕组的接线方法，从而达到改变电动机内部气隙磁场的大小，达到调节电动机转速的目的。
有L型和T型两种接法。
3、交流晶闸管调速：利用改变晶闸管的导通角，来实现调节加在单相电动机上的交流电压的大小，从而达到调速的目的。
此方法可以实现无级调速，缺点是有一些电磁干扰。
常用于电风扇的调速上。
4，变频器调速。
5，变极调速。
（比如二极变四极，六极八极）（6）特点：一般运行绕组直流电阻为几欧姆，而起动绕组的直流电阻为十几欧姆到几十欧姆。
2.2.3单相交流罩极电机（猜测：此方法为加电感分相启动）（无刷）（1）结构：转子——鼠笼（笼型斜槽铸铝）定子——1绕组（运行绕组）+1组短路环（位于铁芯上，电感分相）（2）原理：在解放以前，电风扇用这种电动机很普遍。
它定子有两个线圈磁极，中间是转子，线圈中间的硅钢片，有1/4的硅钢片被短路环短路，由于短路环对磁场有阻碍作用，所以在同一个磁极上产生了两种不同的磁场，产生了交变磁场，电动机就可以转起来了。
这种电动机工艺简单，运转稳定，但由于短路环发热原因要额外消耗电能，所以已经基本淘汰。
（3）启动（电感分相）：通电就转。
（4）换向：无法换向。
调压调速？（6）特点：它根据定子外形结构的不同，又分为凸极式罩极电动机隐极式罩极电动机。
2.2.4电阻分相式电机（此方法为同为加电感分相启动）（无刷）（1）结构：转子——鼠笼定子——1大绕组+1小绕组（2）原理：电阻分相式电动机简称分相式电动机。
为了使这种电动机主绕组的启动电流和副绕组中的启动电流在时间上有相位差，一般主绕组由较粗截面的导线绕制，且主绕组匝数较多，嵌在定子槽的外层；副绕组由较细截面的导线绕制，匝数较少，嵌在定子槽的内层。
因此，主绕组的电阻值小，感抗值大；而副绕组的电阻值大，感抗值小。
当合闸启动电机时，主副绕组同时通电，产生启动电磁转矩，电机启动。
启动完以后。
由继电器开关断开副绕组回路，电机便由主绕组工作。
这类电机的副绕组与主绕组在空间成90°电角度正交放置。
（3）启动（电感分相）：通电就转。
（4）换向：改变定子主或辅绕组接入方向换向？（5）调速：无法调速。
（6）特点：无。
2.3三相交流电机2.3.1三相异步电动机（鼠笼）（无刷）（1）结构：转子：鼠笼定子：3绕组（2）原理：三相异步电机（Triple-phase asynchronous motor）是感应电动机的一种，同时接入380V 三相交流电流（相位差120度）形成旋转磁场，鼠笼产生感应电流，进而运动。
靠感应来实现运动，定子旋转磁场切割鼠笼，使鼠笼产生感应电流，感应电流受力使转子旋转。
转子转速与定子旋转磁场转速必须有转速差才能形成磁场切割鼠笼，产生感应电流。
星三角启动、降压启动。
（4）换向：交换定子三相中任意两个接头的接线。
（5）调速：调速困难。
（6）特点：由于三相异步电动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，所以叫三相异步电动机。
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产生电动势和电流，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。
2.3.2绕线式三相异步电动机（有滑环）（1）结构：转子：3绕组+3个滑环定子：3绕组（2）原理：与三相异步电机相同。
（3）启动：1）转子串电阻调速启动；2）转子串频敏变阻器调速启动；3）转子串极调速启动；4）转子串水电阻调速启动；5）转子串变频调速启动；（4）换向：交换定子三相中任意两个接头的接线。