电动机基本知识

电动机基本知识

一、电动机的分类

二、三相异步机的结构

三相异步电动机按转子结构的不同分为笼型和绕线转子异步电动机两大类。笼型异步电动机由于结构简单、价格低廉、工作可靠、维护方便，已成为生产上应用得最广泛的一种电动机。绕线转子异步电动机由于结构较复杂、价格较高，一般只用在要求调速和起动性能好的场合，如桥式起重机上。异步电动机由两个基本部分组成：定子（固定部分）和转子（旋转部分）。笼型和绕线转子异步电动机的定子结构基本相同，所不同的只是转子部分。笼型异步电动机的主要部件，如图1-1所示；绕线转子异步电动机的结构如图1-2所示。

图1-1笼型异步电动机的主要部件

图1-2 绕线转子异步电动机的结构

1、定子

三相异步电动机的定子由机座中的定子铁心及定子绕组组成。机座一般由铸铁制成。定子铁心是有冲有槽的硅钢片叠成，片与片之间涂有绝缘漆。三相绕组是用绝缘铜线或铝线绕制成三相对称的绕组按一定的规则连接嵌放在定子槽中。过去用A、B、C表示三相绕组始端，X、Y、Z表示其相应的末端，这六个接线端引出至接线盒。按现国家标准，始端标以U1、V1、W1，末端标以U2、V2、W2。三相定子绕组可以接成如图1-3所示的星形或三角形，但必须视电源电压和绕组额定电压的情况而定。一般电源电压为380V（指线电压），如果电动机定子各相绕组的额定电压是220V，则定子绕组必须接成星形，如图1-3a所示；如果电动机各相绕组的额定电压为380V，则应将定子绕组接成三角形，如图1-3b所示。

图1-3 三相绕组的联结

2、转子

转子部分是由转子铁心和转子绕组组成的。转子铁心也是由相互绝缘的硅钢片叠成的。转子冲片如图1-4a所示。铁心外圆冲有槽，槽内安装转子绕组。根据转子绕组结构不同可分为两种形式：笼型转子和绕线型转子。

（1）笼型转子

笼型转子的绕组是在铁心槽内放置铜条，铜条的两端用短路环焊接起来，绕组的形状如图1-4b所示。它像个鼠笼，故称之为笼型转子。为了简化制造工艺，小容量异步电动机的笼型转子都是熔化的铝浇铸在槽内而成，称为铸铝转子。在浇铸的同时，把转子的短路环和端部的冷却风扇也一样用铝铸成，如图1-5所示。

图1-4 笼型转子a)转子冲片；b)笼型绕组；c)笼型转子图1-5 铸铝转子

（2）绕线转子

绕线型转子绕组和定子绕组一样，也是一个用绝缘导线绕成的三相对称绕组，被嵌放在转子铁心槽中，接成星形。绕组的三个出线端分别接到转轴端部的三个彼此绝缘的铜制滑环上。通过滑环与支持在端盖上的电刷构成滑动接触，把转子绕组的三个出线端引到机座上的接线盒内，以便与外部变阻器连接，故绕线式转子又称滑环式转子，其外形如图1-6所示。

图1-6 绕线型转子与外部变阻器的连接图

（3）气隙

异步电机的气隙比同容量直流电机的气隙小得多，在中、小型异步电动机中，一般为0.2~2.5mm。气隙大小对电机性能影响很大，气隙愈大则为建立磁场所需励磁电流就大，从而降低电机的功率因数。如果把异步电机看成变压器，显然，气隙愈小则定子和转子之间的相互感应(即耦合)作用就愈好。因此应尽量让气隙小些，但也不能太小，否则会使加工和装配困难，运转时定转子之间易发生扫膛。

三、三相异步电动机的工作原理

三相异步电动机的定子绕组是一个空间位置对称的三相绕组，如果在定子绕组通入三相对称的交流电流，就会在电动机内部建立起一个恒速旋转的磁场，称为旋转磁场，它是异步电动机工作的基本条件。因此，有必要先说明旋转磁场是如何产生的，有什么特性，然后再讨论异步电动机的工作原理。

1、旋转磁场

（1）旋转磁场的产生

图1-7为最简单的三相异步电动机的定子绕组，每相绕组只有一个线圈，三个相同的线圈U1—U2、V1—V2、W1—W2在空间的位置彼此互差120°，分别放在定子铁心槽中。当把三相线圈接成星形，并接通三相对称电源后，那么在定子绕组中便产生三个对称电流，即：

i U=I m sinωt

i v=I m sin(ωt?120°)

i w=I m sin(ωt+120°)（3—1）

其波形如图1-8所示。

电流通过每个线圈要产生磁场，而现在通过定子绕组的三相交流电流的大小及方向均随时间而变化，那么三个线圈所产生的合成磁场是怎样的呢？这可由每个线圈在同一时刻各自产生的磁场进行叠加而得到。假如电流由线圈的始端流入、末端流出为正，反之则为负。电流流入端用“⊕”表示，流出端用“⊙”表示。下面就分别取t=0、T/6、T/3、T/2四个时刻所产生的合成磁场作定性的分析（其中T为三相电流变化的周期）。

图1-7 三相异步电动机最简单的定子绕组图1-8 三相电流的波形

当t=0时，由三相电流的波形可见，电流瞬时值i U=0，i v为负值，i w为正值。这表示U 相无电流，V相电流是从线圈的末端V2流向首端V1，W相电流是从线圈的始端W1流向末端W2，这一时刻由三个线圈电流所产生的合成磁场如图1-9a所示。它在空间形成二极磁场，上为S极，下为N极（对定子而言）。设此时N、S极的轴线（即合成磁场的轴线）为零度。

图1-9 两极旋转磁场

a)t=0；b)t=T/6；c)t=T/3；d)t=T/2

当t=T/6时，U相电流为正，由U1端流向U2端，V相电流为负，由V2端流向V1端，W相电流为零。其合成磁场如图1-9b所示，也是一个两极磁场，但N、S极的轴线在空间顺时针方向转了60°。

当t=T/3时，i U为正，由U1端流向U2端，i v=0，i w为负，由W2端流向W1端，其合成磁场比上一时刻又向前转过了60°，如图1-9c所示。

用同样的方法可得出当t=T/2时，合成磁场比上一时刻又转过了60°空间角。由此可见，图1-9描述的是一对磁极的旋转磁场。但电流经过一个周期的变化时，磁场也沿着顺时针方向旋转一周，即在空间旋转的角度为360°。

上面分析说明，当空间互差120°的线圈通入对称的三相交流电流时，在空间就产生了一个旋转磁场。

国产的异步电动机的电源频率通常为50Hz。对于已知磁极对数的异步电动机，可得出对应的旋转磁场的转速，如表1-1所示。

表1-1 异步电动机磁极对数和对应的旋转磁场的转速关系表

（2）旋转磁场的转向

由图1-9中各个瞬间磁场变化，可以看出，当通入三相绕组中电流的相序为iU→iv→iw，旋转磁场在空间是沿绕组始端U→V→W方向旋转的，在图中即按顺时针方向旋转。如果把通入三相绕组中的电流相序任意调换其中两相，例如，调换V、W两相，此时通入三相绕组电流的相序为iU→iw→iv,则旋转磁场按逆时针方向旋转。由此可见，旋转磁场的方向是由三相电流的相序决定的，即把通入三相绕组中的电流相序任意调换其中的两相，就可改变旋转磁场的方向。

2、三相异步电动机的工作原理

（1）异步转动原理

由上面分析可知，如果在定子绕组中通入三相对称电流，则定子内部产生某个方向转速为n1的旋转磁场。这时转子导体与旋转磁场之间存在着相对运动，切割磁力线而产生感应电动势。电动势的方向可根据右手定则确定。由于转子绕组是闭合的，于是在感应电动势的作用下，绕组内有电流流过，如图1-10所示。转子电流与旋转磁场相互作用，便在转子绕组中产生电磁力F。力F的方向可由左手定则确定。该力对转轴形成了电磁转矩T em，使转子按旋转磁场方向转动。异步电动机的定子和转子之间能量的传递是靠电磁感应作用的，故异步电动机又称感应电动机。

转子的转速n是否会与旋转磁场的转速n1相同呢？回答是不可能的。因为一旦转子的转速和旋转磁场的转速相同，二者便无相对运动，转子也不能产生感应电动势和感应电流，

也就没有电磁转矩了。只有二者转速有差异时，才能产生电磁转矩，驱使转子转动。可见，转子转速n总是略小于旋转磁场的转速n1。正是由于这个关系，这个电动机被称为异步电动机。

由上式可知n1与n有差异是异步电动机运行的必要条件。通常把同步转速n1与转子转速n二者之差称为“转差”，“转差”与同步转速n1的比值称为转差率(也叫滑差率)，用s表示，即s=（n1?n）/ n1 。

图1-10 异步电动机工作原理图

转差率s是异步电动机运行时的一个重要物理量，当同步转速n1一定时，转差率的数值与电动机的转速n相对应，正常运行的异步电动机，其s很小，一般s=0.01~0.05。

（2）异步电动机空载和负载运行

要使异步电动机运行，必须产生足够大的电磁转矩。电动机空载运行时，它产生的电磁力必须克服轴与轴之间的摩擦和转子旋转所受风阻等产生的空载转矩，即T em=T0，电动机才能稳定运行。而T0一般很小，所以电磁转矩也很小，但其转速很高，几乎接近同步转速。异步电动机轴上带负载转动时，也必须符合动力学的规律，即只有在电动机的电磁转矩与机械负载的反抗力矩相平衡时，即T em=T L时，电动机才能以恒速运行。如果电动机的电磁转矩大于反抗力矩，即T em>T L时，电动机将产生加速运行。反之，如果T em

异步电动机是依靠转子转速的变化，来调整电动机的电磁能量，从而使电动机的电磁转矩得到相应的改变，以适用于负载变化的需要来实现新的平衡。当电动机以稳定的转速n 运行时，假如由于某种原因，负载转矩突然降低，即变为T em>T L，电动机将作加速旋转，转子感应电动势和电流减小，从而使电磁转矩减小，直到电磁转矩与新的反抗转矩相平衡，此时电动机在高于原转速n的情况下稳定运行。反之转矩由于某种原因增大时，电动机将最终稳定运行在低于原转速的情况下。

四、三相交流异步电动机的机械特性和启动特性

1、机械特性

三相异步电动机的机械特性是指在电动机定子电压、频率以及绕组参数一定的条件下，电动机电磁转矩与转速或转差率的关系，即n=f(T)或s=f(T)。

图1-11 异步电动机的机械特性曲线

关于机械特性曲线，要注意三个转矩：

（1）额定转矩T N

额定转矩T N 是异步电动机带额定负载时，转轴上的输出转矩。

29550N P T n

′= 式中P 2是电动机轴上输出的机械功率，其单位是瓦特，n 的单位是转/分，T N 的单位是牛·米。

当忽略电动机本身机械摩擦转矩0T 时，阻转矩近似为负载转矩L T ，电动机作等速旋转时，电磁转矩T 必与阻转矩L T 相等，即T= L T 。额定负载时，则有T N =L T 。

（2）最大转矩Tm

Tm 又称为临界转矩，是电动机可能产生的最大电磁转矩。它反映了电动机的过载能力。 最大转矩的转差率为Sm ，此时的Sm 叫做临界转差率。

最大转矩Tm 与额定转矩T N 之比称为电动机的过载系数λ，即

λ= Tm/ T N

一般三相异步的过载系数在1.8～2.2之间。

在选用电动机时，必须考虑可能出现的最大负载转矩，而后根据所选电动机的过载系数算出电动机的最大转矩，它必须大于最大负载转矩。否则，就是重选电动机。

（3）启动转矩st T

st T 为电动机启动初始瞬间的转矩，即n=0，s ＝1的转矩。

确保电动机能够带额定负载启动，必须满足：st T > T N ，一般的三相异步电动机有st T / T N =1～2.2。

2、启动特性

（1）三相交流异步电动机的启动分析

电动机的启动特性中最主要的是它的启动转矩。设启动转矩为T st ，为了机组能转动起来，必须大于拖动机械在n=0时的静负载力矩T L 加上静摩擦阻力。

图1-4电动机负载特性曲线

上图中曲线1表示异步机的T-s 曲线，曲线2和3表示两种不同的负载特性曲线，为了能转动起来，必须要求a 点在b 点或c 点的上面，否则机组将转动不起来。根据力矩平衡关系可以得出，为了保证能顺利加速到额定转速，在整个启动过程中，必须保持正的加速度，也就要求电动机的电磁力矩T 在整个启动过程中大于负载的制动力矩T L 。在相同的惯量下，力矩的差额越大，加速越快。惯量大的机械，启动就较慢。对于重复起动的生产机械来说，加速过程的时间长短对劳动生产率的影响是很大的。

电动机启动特性的另一个问题是启动电流。异步电动机在额定电压下的启动电流常常是额定电流的4～7倍。启动电流太大的影响是：一方面将影响电源的电压，太大的启动电流将产生较大的线路压降，使得电源电压在启动时下降，特别当电源容量较小时电压降更多，可能影响电源上其它电动机的运行。另一个方面，大的启动电流将在线路及电机中产生损耗引起发热，特别是当加速力矩较小，机组的转动惯量较大，启动很慢的情况下，损耗将很多而发热也更严重。由上面可以看出，对电动机启动的要求是不同的，须看负载的特性，电网的情况等因素而定。有时要求有大的启动力矩，有时要求限制启动电流的大小，有时两个要求须同时满足。总的来说，要考虑下列问题：

a.应该有足够大的启动转矩，适当的机械特性曲线；

b.尽可能小的启动电流；

c.启动的操作应该很方便；所用的启动设备应该尽可能简单、经济；启动过程中的功率损耗应尽可能的少。

启动电流I st

在刚启动时，由于旋转磁场对静止的转子有着很大的相对转速，磁力线切割转子导体的速度很快，这时转子绕组中感应出的电动势和产生的转子电流均很大，同时，定子电流必然也很大。一般中小型鼠笼式电动机定子的启动电流可达额定电流的4～7倍。 注意:在实际操作时应尽可能不让电动机频繁启动。如在切削加工时，一般只是用摩擦离合器或电磁离合器将主轴与电机轴脱开，而不将电动机停下来。

启动转矩T st

电动机启动时，转子电流I 2虽然很大，但转子的功率因数2COS y 很低，由公式 22M M T C I COS y =F

可知，电动机的启动转矩T 较小，通常N st T T =1.1～2.0。

启动转矩小可造成以下问题：（1）会延长启动时间。（2）不能在满载下启动。因此应设法提高。但启动转矩如果过大，会使传动机构受到冲击而损坏，所以一般机床的主电动机都是空载启动（启动后再切削），对启动转矩没有什么要求。

综上所述，异步电机的主要缺点是起电流大而起转矩小。因此，我们必须采取适当的启动方法，以减小启动电流并保证有足够的起转矩。

五、三相异步电动机的起动

三相异步电机启动应该满足以下基本要求：

（1）电动机有足够大的启动转矩;

（2）一定大小启动转矩前提下，启动电流越小越好;

（3）启动所需设备简单，操作方便;

（4）启动过程中功率损耗越小越好。

异步电动机在接通电源后，从静止状态到稳定运行状态的过度过程。在起动的瞬间，由于转子尚未加速，此时n 2=0，s=1，旋转磁场以最大的相对速度切割转子导体，转子感应电动势的电流最大，致使定子起动电流I 1Q 也很大，其值约为额定电流的4～7倍。尽管起动电流很大，但因功率因数甚低，所以起动转矩T Q 较小。

过大的起动电流会引起电网电压明显降低，而且还影响接在同一电网的其他用电设备的正常运行，严重时连电动机本身也转不起来。如果是频繁起动，不仅使电动机温度升高，还会产生过大的电磁冲击，影响电动机的寿命。起动转矩小会使电动机起动时间拖长，既影响生产效率又会使电动机温度升高，如果小于负载转矩，电动机就根本不能起动。

根据异步电动机存在着起动电流很大，而起动转矩却较小的问题，必须在起动瞬间限制起动电流，并应尽可能的提高起动转矩，以加快起动过程。

对于容量和结构不同的异步电动机，考虑到性质和大小不同的负载，以及电网的容量，解决起动电流大起动转矩小的问题，要采取不同的起动方式。下面对笼型异步电动机和绕线转子异步电动机常用的几种起动方法进行讨论。

1、笼型异步电动机的起动

（1）直接起动

所谓直接起动，就是利用刀开关或接触器将电动机定子绕组直接接到额定电压的电流上，故又称全压起动。直接起动的优点是起动设备和操作都比较简单，其缺点就是起动电流大、起动转矩小。对于小容量异步电动机，因电动机起动电流较小，且体积小、惯性小、起动快，一般说来，对电网、对电动机本身都不会造成影响。因此，可以直接起动，但必须根据电源的容量来限制直接起动电动机的容量。

在工程实践中，直接起动可按下列公式核定：

式中，I Q为电动机的起动电流；I N为电动机的额定电流；P N为电动机的额定功率（kW）；P H为电源的总容量（kV·A）。

如果不能满足上式的要求，则必须采取限制起动电流的方法进行起动。

（2）降压起动

对中、大型笼型异步电动机，可采用降压起动方法，以限制起动电流。待电动机起动完毕，再恢复全压工作。但是降压起动的结果，会使起动转矩下降较多，因为T Q与电源电压U1的平方成正比。所以，降压起动只适用于在空载或轻载情况下起动电动机。下面介绍几种常用的降压起动方法。

定子电路串接电阻起动

在定子电路中串接电阻起动线路如图1-11所示。起动时，先合上电源隔离开关Q1，将Q2扳向“起动”位置，电动机即串入电阻R Q起动。待转速接近稳定值时，将Q2扳向“运行”位

置，R Q被切除，使电动机恢复正常工作情况。由于起动时，起动电流在R Q上产生一定的电压降，使得加在定子绕组的电压降低了，因此限制了起动电流。调节电阻R Q的大小可以将起动电流限制在允许的范围内。采用定子串电阻降压起动时，虽然降低了起动电流，但也使起动转矩大大减小。

图1-11 定子串电阻降压起动线路图

假设定子串电阻起动后，定子端电压由U1降低到U/1时，电动机参数保持不变，则起动电流与定子绕组端电压成正比，于是有：

U1/U/1=I1Q/I′1Q=K u

式中，I1Q为直接起动电流；I′1Q为降压后的起动电流；K u为起动电压降低的倍数，即电压比，K u>1。

由式可知，在电动机参数不变的情况下，起动转矩与定子端电压平方成正比，故有TQ=T′Q=[U1/U/1]2=，显然起动转矩将大大减小。定子串电阻降压起动，只适用于空载和轻载起动。由于采用电阻降压起动时损耗较大，它一般用于低电压电动机起动中。

星/三角降压起动

鼠笼式异步电动机采用全压直接启动时，控制线路简单，维修工作量较少。但是，并不是所有异步电动机在任何情况下都可以采用全压启动。这是因为异步电动机的全压启动电流一般可达额定电流的4-7倍。过大的启动电流会降低电动机寿命，致使变压器二次电压大幅度下降，减少电动机本身的启动转矩，甚至使电动机根本无法启动，还要影响同一供电网路中其它设备的正常工作。

判断一台三相异步电动机能否全压启动，一般容量在10kW以下的三相异步电动机可直接启动。10kW以上的三相异步电动机是否允许直接启动，要根据电动机容量和电源变压器容量的比值来确定。

对于给定容量的三相异步电动机，一般用下面的经验公式来估计：

式中 st I :电动机全电压启动电流；N I :电动机额定电流。

若计算结果满足上述经验公式，一般可以全压启动，否则不予全压启动,应考虑采用降压启动。有时，为了限制和减少启动转矩对机械设备的冲击作用，允许全压启动的电动机，也多采用降压启动方式。下面分析三相异步电动机的星-三角降压启动。

Y-△降压启动的原理

图1-12 Y-△启动的电压与电流

星三角降压启动的电动机三相绕组共有6个外接端子：A-X ，B-Y ，C-Z 。

设电网电压为U ，电动机每相阻抗为Z 。 如果三角形连接直接启动，每相绕组的电压为U,流经每相绕组的电流为U/Z 。因为定子绕组为三角形连接，线电流等于相电流的3倍，由电网供给的启动电流为 3U I Z

= 如果Y 连接启动，每相绕组电压降低为U/√3,

组为Y 连接，线电流等于相电流，故由电网供给的启动电流为

Y I =

得到13

Y I I = 即星三角降压启动时，由电网供给的启动电流可减小到原来的1/3，同时启动转矩也减小到原来的1/3。

自耦变压器降压起动

自耦降压起动是利用自耦变压器将电网电压降低后再加到电动机定子绕组上，待转速接

近稳定值时在将电动机直接接到电网上。原理如图1-13所示。

起动时，将开关扳到“起动”位置，自耦变压器一次侧接电网，二次侧接电动机定子绕组，实现降压起动。当转速接近额定值时，将开关扳向“运行”位，切除自耦变压器，使电动机直接接入电网全压运行。

图1-13 自耦压降起动原理图

在电动机容量较大或正常运行时联成星形，并带一定负载起动时，宜采用自耦降压起动，它根据负载的情况，选用合适的变压器抽头，以获得需要的起动电压和起动转矩。此时，起动转矩仍有削弱，但不致降低1/3（与星—三角降压起动相比较）。

自耦变压器的体积大、重量重，价格较高，维修麻烦，且不允许频繁移动。自耦变压器容量的选取，一般等于电动机的容量；每小时内允许连续起动的次数和每次起动的时间，在产品说明书上都有明确的规定，选配时应注意。

2、绕线型转子异步电动机的起动

对于笼型异步电动机，无论采用哪一种降压起动方法来减小起动电流，电动机的起动转矩都随着减小。所以，对某些重载下起动的生产机械（如起重机、带运输机等）不仅要限制起动电流，而且还要求有足够大的起动转矩，在这种情况下就基本上排除了采用笼型转子异步电动机的可能性，而采用起动性能较好的绕线式异步电动机。通常绕线转子异步电动机用转子电路串接电阻或串接频敏变阻器的方法实现起动。

（1）转子电路串接起动电阻器

绕线电阻异步电动机的转子回路串入适当的电阻，既可降低起动电流，又可提高起动转矩，改善电动机的起动性能。其原理如图1-14所示。当异步电动机的转子回路中接入适当的电阻（使R2增大），不仅可以使起动电流减小，而且可以使起动转矩增大。如果使转子回路的总电阻（包括串入电阻）R2与电动机漏感抗X20相等，则起动转矩可达到最大值。

起动时，先将变阻器调到最大位置如图1-15中R′′′Q，然后合上电源开关，转子便转动起来。

随着转速的升高，电磁转矩将沿着T em=f(n)曲线而变化，如图3—35所示。例如起动后转速沿曲线4变化，转速由零升到某值时，切除一段电阻（由R′′′Q减小到R′′Q），此时电动机的转速跳变（由a点到A点），使转矩沿曲线3变化。之后，将串入的电阻逐渐切除，直到全部切除为止，转速上升到正常转速，此时电动机稳定运行于D点（曲线1）。起动完毕后，要用举刷装置把电刷举起，同时把集电环短接。当电动机停止时，应把电刷放下，且将电阻全部接入，为下次再起动作好准备。

图1-14 绕线转子异步电动机的起动图1-15 绕线转子异步电动机的机械特性曲线绕线转子异步电动机不仅能在转子回路串入电阻减小起动电流，增大起动转矩，而且还可以在小范围内进行调速，因此，广泛地应用于起动较困难的机械（如起重吊车、卷扬机等）上。但它的结构比笼型异步电动机复杂，造价高，效率也稍低。在起动过程中，当切除电阻时，转矩突然增大，会在机械部件上产生冲击。当电动机容量较大时，转子电流很大，起动设备也将变的庞大，操作和维护工作量大。为了克服这些缺点，目前多采用频敏变阻器作为起动电阻。

（2）绕线转子电动机转子串接频敏变阻器

频敏变阻器是一个三相铁心绕组（三相绕组接成星形），铁心一般做成三柱式，由几片或几十片较厚（30～50mm）的E形钢板或铁板迭装制成，其结构和起动线路如图1-16所示。

图3—38 频敏电阻器降压起动

a）频敏变阻器的结构示意图；b）起动线路图

电动机起动时，电阻绕组中的三相交流电通过频敏变阻器，在铁心中便产生交变磁通，该磁通在铁心中产生很强的涡流，使铁心发热，产生涡流损耗，频敏变阻器线圈的等效电阻随着频率的增大而增加，由于涡流损耗与频率的平方成正比，当电动机起动时（s=1），转子电流（即频敏变阻器线圈中通过的电流）频率最高（f2=f1），因此频敏变阻器的电阻和感抗最大。起动后，随着转子转速的逐渐升高，转子电流频率（f2=sf1）便逐渐降低，于是频敏变阻器铁心中的涡流损耗及等效电阻也随之减小。实际上频敏电阻器相当于一个电抗器，它的电阻是随交变电流的频率而变化的，故称为频敏变阻器，它正好满足了绕线转子异步电动机起动的要求。

由于频敏变阻器在工作时总存在着一定的阻抗，使得机械特性比固有机械特性软一些，因此，在起动完毕后，可用接触器将频敏变阻器短接，使电动机在固有特性上运行。

频敏变阻器是一种静止的无触点变阻器，它具有结构简单、起动平滑、运行可靠、成本低廉、维护方便等优点。

电动机基本知识

电动机基本知识 电动机通常简称为电机，俗称马达，在电路中用字母“M”（旧标准用“D”）表示。它的作用就是将电能转换为机械能。 1、按工作电源分类 根据工作电源的不同，电动机可分为直流电动机和交流电动机。其中交流电动机根据电源相数分为单相电动机和三相电动机。直流电动机又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。 2、按结构和工作原理分类 电动机按结构及工作原理可分为同步电动机和异步电动机两种。同步电动机又分为永磁同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同步电动机 3 种。异步电动机又分为感应电动机和交流换向器电动机两种。感应电动机又分为单相异步电动机、三相异步电动机和罩极异步电动机3 种。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 3 种。 3、按启动与运行方式分类 电动机按启动与运行方式可分为电容启动式电动机、电容启动运转式电动机和分相式电动机。

4、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。驱动用电动机又分为电动工具（包括钻孔、抛光、磨光、开槽、切割、扩孔等工具）用电动机、家电（包括洗衣机、电风扇、电冰箱、空调器、录音机、录像机、影碟机、复读机、吸尘器、照相机、电吹风、电动剃须刀、电动自行车、电动玩具等）用电动机、其他通用小型机械设备（包括各种小型机床、小型机械、医疗器械、电子仪器等）用电动机。控制用电动机又分为步进电动机和伺服电动机等。 5、按转子的结构分类 电动机按转子的结构可分为笼型感应电动机（早期称为鼠笼型异步电动机）和绕线转子感应电动机（早期称为绕线型异步电动机）。 6、按运转速度分类 电动机按运转速度可分为低速电动机、高速电动机、恒速电动机、调速电动机。低速电动机又分为齿轮减速电动机、电磁减速电动机、力矩电动机和爪极同步电动机等。调速电动机除可分为有极恒速电动机、无极恒速电动机、有极变速电动机和无极变速电动机外，还可分为电磁调速电动机、直流调速电动机、PWM 变频调速电动机和开关磁阻调速电动机。 7、按防护形式分类

电机基本知识要点

认识电机 一、电机的概念与分类 1．电机概念 电机是借助于电磁原理（原理）工作的能量转换（功能）设备。 只有给电机输入能量，它才会输出能量，并且在其输入和输出的能量中至少应该有一方是电能。可见“电机”一词本质上是电磁机的简称。 2．电机种类 电机分类方法很多，这里按其功能以及电能性质等综合地将其分成以下种类： 变压器：是利用电磁原理将交流电能转换成同频但电压等级不同的交流电能的设备。 发电机：是利用电磁原理将机械能转换成电能的设备。其中，将机械能转换成直流电能的发电机称为直流发电机；将机械能转换成交流电能的发电机称为交流发电机。交流发电机又可分成同步发电机（转速p f n n 601= =同步速）和异步发电机（转速1n n >同步速），实际中以同步发电机最为通用，而异步发电机则很少使用。 电动机：是利用电磁原理将电能转换成机械能的设备。它可分成直流电动机与交流电动机。交流电动机又可分成异步电动机（转速1n n <同步速）和同步电动机，实际中以异步电动机最为普及，同步电动机相对较少。 无论发电机还是电动机都与机械能有关，这就要求它们的结构中有运动部件，为降低这两类电机的制造成本，运动部件通常都作旋转运动，称为转子；相应地固定部件就称为定子；而把发电机和电动机统称为旋转电机。变压器不涉及机械能，所以它是静止电器。 要点：电机的基本作用原理是电磁原理，作用是能量转换；各类电机的具体功能。 二、电机的损耗、发热与冷却 电机是能量转换设备而非能源，所以应该用单位时间内转换的能量即功率来度量。其中，单位时间内输入电机的能量称为输入功率，用P 1表示；单位时间内电机输出的能量称为输出功率，用P 2表示。P 1与P 2的差值称为功率损耗，用ΔP 或p ∑表示，即有ΔP=21P P -，功率损耗乘以工作时间就是能量损耗，这两种损耗通常不加区分地统称为电机的损耗。P 2与P 1的比值称为电机的效率，用η表示，即有η=12/P P 。电机工作时一般总有损耗，故ΔP ＞0、η＜1。P 1、P 2、ΔP 、η均随电机工作状态改变而变化，它们是时变函数，但实际问题往往针对特定状态提出，按它们有确定值来分析。 工作时所产生的各种损耗都转变成热能，将会导致电机的温度升高，此即发热的一方，发热量与电机工作方式有关，为一确定数值；另一方面，电机表面又会向低温的周围环境散热，散热量与温升成一比例系数（称为散热系数）。因此，在电机工作之初，散热量为零，温度升高最快；然后随着温度升高，散热量将不断增大，温度上升变慢；如果工作时间足够长，最终将达到散热量等于发热量的动态平衡，此后温度停止升高而保持在稳定值。可见，散热系数越大，温升速度就越慢，稳定温升也越低，这对绝缘有利。分析表明：在自然条件下，散热量与电机单位容量的表面积成正比，而单位容量的表面积与电机的容量成反比，因此，小容量电机自然散热能够满足

电机基本知识

电机基本知识 电机是电动机和发电机的统称，通常分为直流电机和交流电机两大类，交流电机分为异步电机与同步电机两类。这里介绍一下同步电机、异步电动机、电机产品型号编制方法、工作制（S 类）、防护型式：IPXX 、电机安装结构型IMXX 、绝缘等级、异步电动机额定数据、异步电机主要技术指标、电机选型要点。1 、同步电机转子转速与旋转磁场的转速相同的一种交流电机，它具有可逆性。可作发电机运行，也可作电动机运行，还可作补偿机运行。2 、异步电动机异步电动机是一种基于电与磁相互依存又相互作用而达到能量转换目的的机械。它的定子、转子在电路上是彼此独立的，但又是通过电磁感应而相互联系的，其转子转速永远低于旋转磁场的转速，即存在有转差率，故称为异步电动机。工作原理：电机定子通入三相交流电时即可产生旋转磁场，假设旋转磁场为顺时针转动，静止的笼形转子切割磁力线产生感应电流，通电导体在磁场中受力，且此转矩与磁场旋转方向一致，所以转子便顺着旋转磁场方向转动起来。3 、电机产品型号编制方法产品型号由产品代号、规格代号、特殊环境代号和补充代号等四个部分组成，示例：我公司低压电机（1140V 及以下）主要产品代号有：Y 、YDDC 、Y A 、YB2 、YXn 、Y AXn 、YBXn 、YW 、YBF 、YBK2 、YBS 、YBJ 、YBI 、YBSP 、YZ 、YZR 等；高压电机（3000V 及以上）主要产品代号有：Y 、YKK 、YKS 、Y2 、Y A 、YB 、YB2 、YAKK 、Y AKS 、YBF 、YR 、YRKK 、YRKS 、TAW 、YFKS 、QFW 等。常用特殊环境代号有：W （户外型）、WF1 （户外防中等腐蚀型）、WF2 （户外防强腐蚀型）、F1 （户内防中等腐蚀型）、F2 （户内防强腐蚀型）、TH （湿热带型）、WTH （户外湿热带型）、TA （干热带型）、T （干、湿热合型）、H （船或海用）、G （高原用）。4 、工作制（S 类）S1— 连续工作制S2— 短时工作制S3-- 断续周期工作制S4— 包括起动的断续工作制S5— 包括电制动的断续工作制S6— 连续周期工作制S7— 包括电制动的连续周期工作制S8— 包括变速负载的连续周期工作制S9— 负载和转速非周期变化工作制5 、防护型式：IPXX 第一位数字表示：防止人体触及或接近壳内带电部分及壳内转动部件，以及防止固体防异物进入电机。第二位数字表示：防止由于电机进水而引起的有害影响。第一位数字、第二位数字含义见下表；第一位表征数字含义: 无防护电机 1 防止> φ50mm 固体进入壳内 2 防止> φ12mm 固体进入壳内 3 防止> φ 2.5mm 固体进入壳内 4 防止> φ1mm 固体进入壳内 5 防尘电机第二位数字表示：防止由于电机进水而引起的有害影响。含义见下表；第二位表征数字含义： 无防护电机 1 垂直滴水无有害影响

电机基本知识及故障诊断

电机基本知识及故障诊断 南阳防爆集团有限公司 赵泰忠 二00四年五月

电机基本知识及故障诊断 一、电机基本知识 电机是电动机和发电机的统称，通常分为直流电机和交流电机两大类，交流电机分为异步电机与同步电机两类。 1、同步电机 转子转速与旋转磁场的转速相同的一种交流电机，它具有可逆性。可作发电机运行，也可作电动机运行，还可作补偿机运行。 2、异步电动机 异步电动机是一种基于电与磁相互依存又相互作用而达到能量转换目的的机械。它的定子、转子在电路上是彼此独立的，但又是通过电磁感应而相互联系的，其转子转速永远低于旋转磁场的转速，即存在有转差率，故称为异步电动机。 工作原理：电机定子通入三相交流电时即可产生旋转磁场，假设旋转磁场为顺时针转动，静止的笼形转子切割磁力线产生感应电流，通电导体在磁场中受力，且此转矩与磁场旋转方向一致，所以转子便顺着旋转磁场方向转动起来。 3、电机产品型号编制方法 产品型号由产品代号、规格代号、特殊环境代号和补充代号等四个部分组成，示例： YB2 - 200L-2 WF1 特殊环境代号（户外防中等腐蚀） 规格代号（中心高-铁心长度-极数/大 型电机用功率-极数/铁心外径表示） 产品代号（隔爆型三相异步电动机）

我公司低压电机（1140V及以下）主要产品代号有：Y、YDDC、YA、YB2、YXn、YAXn、YBXn、YW、YBF、 YBK2、YBS、YBJ、YBI、YBSP、YZ、YZR等；高压电机（3000V及以上）主要产品代号有：Y、YKK、YKS、Y2、YA、YB、YB2、YAKK、YAKS、YBF、YR、YRKK、YRKS、TAW、YFKS、QFW等。 常用特殊环境代号有：W（户外型）、WF1（户外防中等腐蚀型）、WF2（户外防强腐蚀型）、F1（户内防中等腐蚀型）、F2（户内防强腐蚀型）、TH（湿热带型）、WTH（户外湿热带型）、TA（干热带型）、T（干、湿热合型）、H（船或海用）、G（高原用）。 4、工作制（S类） S1—连续工作制 S2—短时工作制 S3--断续周期工作制 S4—包括起动的断续工作制 S5—包括电制动的断续工作制 S6—连续周期工作制 S7—包括电制动的连续周期工作制 S8—包括变速负载的连续周期工作制 S9—负载和转速非周期变化工作制 5、防护型式：IPXX 第一位数字表示：防止人体触及或接近壳内带电部分及壳内转动部件，以及防止固体防异物进入电机。第二位数字表示：防止由于电机进水而引起的有害影响。第一位数字、第二位数字含义见下表；

关于电机44个基本知识点

关于电机44个基本知识点 1 . 单相变压器空载时的电流与主磁通不同相位，存在一个相位角度差aFe，因为存在铁耗电流。空载电流是尖顶波形，因为其中有较大的三次谐波。 2 . 直流电机电枢绕组中流动的也是交流电流。但其励磁绕组中流的是直流电流。直流电动机的励磁方式有他励、并励、串励、复励等。 3 . 直流电机的反电势表达式为E =CE F n；而电磁转矩表达式则为Tem =CTFI。 4 . 直流电机的并联支路数总是成对的。而交流绕组的并联支路数则不一定。 5 . 在直流电机中，单叠绕组的元件是以一个叠在另外一个之上的方式，串联而成的。无论是单波绕组、还是单叠绕组，换向片将所有元件串联在一起、构成了一个单一的闭合回路。 6 . 异步电机又称感应电机，因为异步电机的转子电流是通过电磁感应而产生的。 7 . 异步电动机降压起动时，起动转矩减小，起动转矩和绕组的起动电流的平方成正比地减小。 8 . 一次侧电压的幅值、频率不变时，变压器的铁心的饱和程度是基本不变的，励磁电抗也基本不变。 9 . 同步发电机的短路特性是一条直线，三相对称短路时磁路是不饱和的；三相对称稳态短路时，短路电路为纯去磁的直轴分量。 10 . 同步电机励磁绕组中的电流是直流电流，励磁方式主要有励磁发电机励磁、静止整流器励磁、旋转整流器励磁等。 11 . 三相合成磁动势中没有偶次谐波；对称三相绕组通对称三相电流，其合成磁动势中没有3的倍数磁谐波。 12 . 三相变压器一般都希望有某一侧是三角形连接或者有某一侧中点接地。因为三相变压器的绕组联结都希望有三次谐波电流的通路。 13 . 对称三相绕组通对称三相电流时，其合成磁动势中的5次谐波是反转的；7次谐波是正转的。

防爆电机基本知识完整详细版..

防爆电动机基本知识认知

目录 一、旋转电机的定义是什么？ (3) 二、旋转电机是如何分类的？ (4) 三、旋转电机的基本原理是什么？ (5) 四、旋转电机设计时的模拟电路？ (8) 五、旋转电机有哪些性能参数指标？ (9) 六、电机制造常用标准有哪些？ (11) 七、电动机型号编制方法（GB4831-1984电机产品型号编制方法） (13) 八、电动机电压等级的选择 (16) 九、电机轴中心高 (16) 十、电机绝缘等级 (17) 十一、电机工作制（GB 755-2000旋转电机定额和性能） (17) 十二、防护型式IPXX （GB/T 4208-1993 外壳防护分级（IP代码）） (18) 十三、电机安装结构型式（GB/T 997-2003旋转电机结构及安装型式(IM代码)） (19) 十四、电机冷却方法（GB/T 1993-1993旋转电机冷却方法） (20) 十五、湿热带、干热带环境用电动机采取的措施 (21) 十六、防腐电机应采取的措施 (22) 十七、电动机振动限值 (22) 十八、电机选型要点 (23) 十九、电动机基本特征 (23)

一、旋转电机的定义是什么？ 旋转电机(以下简称电机)是依靠电磁感应原理而运行的旋转电磁机械，用于实现机械能和电能的相互转换。发电机从机械系统吸收机械功率，向电系统输出电功率；电动机从电系统吸收电功率，向机械系统输出机械功率。 电机运行原理基于电磁感应定律和电磁力定律。电机进行能量转换时，应具备能作相对运动的两大部件：建立励磁磁场的部件，感生电动势并流过工作电流的被感应部件。这两个部件中，静止的称为定子，作旋转运动的称为转子。定、转子之间有空气隙，以便转子旋转。 电磁转矩由气隙中励磁磁场与被感应部件中电流所建立的磁场相互作用产生。通过电磁转矩的作用，发电机从机械系统吸收机械功率，电动机向机械系统输出机械功率。建立上述两个磁场的方式不同，形成不同种类的电机。例如两个磁场均由直流电流产生，则形成直流电机；两个磁场分别由不同频率的交流电流产生，则形成异步电机；一个磁场由直流电流产生，另一磁场由交流电流产生，则形成同步电机。 电机的磁场能量基本上储存于气隙中，它使电机把机械系统和电系统联系起来，并实现能量转换，因此，气隙磁场又称为耦合磁场。 当电机绕组流过电流时，将产生一定的磁链，并在其耦合磁场内存储一定的电磁能量。磁链及磁场储能的多少随定、转子电流以及转子位置不同而变化，由此产生电动势和电磁转矩，实现机电能量转换。这种能量转换理论上是可逆的，即同一台电机既可作为发电机也可作为电动机运行。但实际上，一台电机制成后，由于两种运行状态下电机的参数和特性方面的原因，很准满足两种运行状态下的客观要求，因此，同一台电机不经改装和重新设计，不可任意改变其运行状态。 电机内部能量转换过程中，存在电能、机械能、磁场能和热能。热能是由电机内部能量损耗产生的。 对电动机而言： 从电源输入的电能＝耦合电磁场内储能增量+电机内部的能量损耗+输出的机械能对发电机而言： 从机械系统输入的机械能＝辐合电磁场内储能增量+电机内部的能量损耗+输出的电能

永磁同步电机基础知识

(一) PMSM 的数学模型 交流电机是一个非线性、强耦合的多变量系统。永磁同步电机的三相绕组分布在定子上，永磁体安装在转子上。在永磁同步电机运行过程中，定子与转子始终处于相对运动状态，永磁体与绕组，绕组与绕组之间相互影响，电磁关系十分复杂，再加上磁路饱和等非线性因素，要建立永磁同步电机精确的数学模型是很困难的。为了简化永磁同步电机的数学模型，我们通常做如下假设： 1) 忽略电机的磁路饱和，认为磁路是线性的； 2) 不考虑涡流和磁滞损耗； 3) 当定子绕组加上三相对称正弦电流时，气隙中只产生正弦分布的磁势，忽略气隙中的高次谐波； 4) 驱动开关管和续流二极管为理想元件； 5) 忽略齿槽、换向过程和电枢反应等影响。 永磁同步电机的数学模型由电压方程、磁链方程、转矩方程和机械运动方程组成，在两相旋转坐标系下的数学模型如下： (l)电机在两相旋转坐标系中的电压方程如下式所示: d d s d d c q q q s q q c d di u R i L dt di u R i L dt ωψωψ?=+-????=++?? 其中，Rs 为定子电阻；ud 、uq 分别为d 、q 轴上的两相电压；id 、iq 分别为d 、q 轴上对应的两相电流；Ld 、Lq 分别为直轴电感和交轴电感；ωc 为电角速度；ψd 、ψq 分别为直轴磁链和交轴磁链。 若要获得三相静止坐标系下的电压方程，则需做两相同步旋转坐标系到三相静止坐标系的变换，如下式所示。 cos sin 22cos()sin()3322cos()sin()33a d b q c u u u u u θθθπθπθπθπ?? ?-????? ??=--- ? ???? ???? ?+-+? ? (2)d/q 轴磁链方程： d d d f q q q L i L i ψψψ=+???=?? 其中，ψf 为永磁体产生的磁链，为常数，0f r e ωψ=，而c r p ωω=是机械角速度，p 为同步电机的极对数，ωc 为电角速度，e0为空载反电动势，其值为每项 倍。

初学电机的基本知识总结

第一章电机中的电磁学基本知识 1.1 磁路的基本知识 1.1.1 电路与磁路 对于电路系统来说，在电动势的作用下电流从的正极通过导体流向负极。构成一个完整的电路系统需要电动势、电导体，并可以形成电流。 在磁路系统中，也有一个磁动势（类似于电路中的电势），在的作用下产生一个（类似于电路中的电流），磁通从磁动势的极通过一个通路（类似于电路中的导体）到极，这个通路就是磁路。由于铁磁材料磁导率比空气大几千倍，即空气磁阻比铁磁材料大几千倍，所以构成磁路的材料均使用导磁率高的铁磁材料。然而非铁磁物质，如空气也能通过磁通，这就造成铁磁材料构成磁路的周围空气中也必然会有磁通（，由于空气磁阻比铁磁材料大几千倍，因而比小的多，常常被称为漏磁通，称为主磁通。因此磁路问题比电路问题要复杂的多。 1.1.2 电机电器中的磁路 磁路系统广泛应用在电器设备之中，如变压器、电机、继电器等。并且在电机和某些电器的磁路中，一般还需要一段空气隙，或者说空气隙也是磁路的组成部分。 图1—1是电机电器的几种常用磁路结构。图(a)是普通变压器的磁路，它全部由铁磁材料组成；图(b)是电磁继电器磁路，它除了铁磁材料外，还有一段空气隙。 图(c)表示电机的磁路，也是由铁磁材料和空气隙组成；图(b)是无分支的串联磁路，空气隙段和铁磁材料串联组成；图(a)是有分支的并联磁路。图中实（或虚）线表示磁通的路径。

(a) (b) (c) 图1—1 几种常用电器的典型磁路 (a) 普通变压器铁芯； (b) 电磁继电器常用铁芯； (c) 电机磁路 1.1.3 电气设备中磁动势的产生 为了产生较强的磁场，在一般电气设备中都使用电流产生磁场。电 流产生磁场的方法是：把绕制好的匝线圈套装在铁心上，并在线圈内通 入电流，这样在铁心和线圈周围的空间中就会形成磁场，其中大多数磁 通通过铁心，称为主磁通；小部分围绕线圈，称为漏磁通，如图1—2所示。套装在铁心上用于产生磁通的匝线圈称为励磁线圈，励磁线圈中的 电流称为励磁电流。若励磁电流为直流，磁路中的磁通是恒定的，不随 时间变化，这种磁路称为直流磁路，直流电机的磁路属于这一类；若励 磁电流为交流，磁路中的磁通是交变的，随时间变化，这种磁路称为交 流磁路，交流电机、变压器的磁路属于这一类。

初学电机的基本知识总结

第一章 电机中的电磁学基本知识 1.1 磁路的基本知识 1.1.1 电路与磁路 对于电路系统来说，在电动势E 的作用下电流I 从E 的正极通过导体流向负极。构成一个完整的电路系统需要电动势、电导体，并可以形成电流。 在磁路系统中，也有一个磁动势F （类似于电路中的电势），在F 的作用下产生一个Φ（类似于电路中的电流），磁通Φ从磁动势的N 极通过一个通路（类似于电路中的导体）到S 极，这个通路就是磁路。由于铁磁材料磁导率比空气大几千倍，即空气磁阻比铁磁材料大几千倍，所以构成磁路的材料均使用导磁率高的铁磁材料。然而非铁磁物质，如空气也能通过磁通，这就造成铁磁材料构成磁路的周围空气中也必然会有磁通σΦ（，由于空气磁阻比铁磁材料大几千倍，因而σΦ比Φ小的多，σΦ常常被称为漏磁通，Φ称为主磁通。因此磁路问题比电路问题要复杂的多。 1.1.2 电机电器中的磁路 磁路系统广泛应用在电器设备之中，如变压器、电机、继电器等。并且在电机和某些电器的磁路中，一般还需要一段空气隙，或者说空气隙也是磁路的组成部分。 图1—1是电机电器的几种常用磁路结构。图(a)是普通变压器的磁路，它全部由铁磁材料组成；图(b)是电磁继电器磁路，它除了铁磁材料外，还有一段空气隙。 图(c)表示电机的磁路，也是由铁磁材料和空气隙组成；图(b)是无分支的串联磁路，空气隙段和铁磁材料串联组成；图(a)是有分支的并联磁路。图中实（或虚）线表示磁通的路径。 (a) (b) (c) 图1—1 几种常用电器的典型磁路 (a) 普通变压器铁芯； (b) 电磁继电器常用铁芯； (c) 电机磁路 1.1.3 电气设备中磁动势的产生 为了产生较强的磁场，在一般电气设备中都使用电流产生磁场。电流产生磁场的方法是：把绕制好的N 匝线圈套装在铁心上，并在线圈内通入电流i ，这样在铁心和线圈周围的空间中就会形成磁场，其中大多数磁通通过铁心，称为主磁通Φ；小部分围绕线圈，称为漏磁通σΦ，如图1—2所示。套装在铁心上用于产生磁通的N 匝线圈称为励磁线圈，励磁

直流电机的基本知识

直流电机的基本知识 1 直流电机的工作原理 永磁式直流电机是应用很广泛的一种。只要在它上面加适当电压。电机就转动。图2.1是这种电机的符号和简化等效电路[1]。 工作原理图： 图 2.1 直流电机的符号和等效电路 这种电机由定子、转子、换向器(又称整流子)、电刷等组成，定子用作产生磁场。转于是在定子磁场作用下，得到转矩而旋转起来。换向器及时改变了电流方向，使转子能连续旋转下去。也就是说，直流电压加在电刷上，经换向器加到转子线圈，流过电流而产生磁场，这磁场与定子的固定磁场作用，转子被强迫转动起来。当它转动时，由于磁场的相互作用，也将产生反电动势，它的大小正比于转子的速度，方向和所加的直流电压相反。图 2.1(b)给出了等效电路。Rw代表转子绕组的总电阻，E代表与速度相关的反电动势。 永磁式换流器电机的特点： 当电机负载固定时，电机转速正比于所加的电源电压。 当电机直流电源固定时，电机的工作电流正比于转予负载的大小。 加于电机的有效电压，等于外加直流电压减去反电动势。因此当用固定电压驱动电机时，电机的速度趋向于自稳定。因为负载增加时，转子有慢下来的倾向，于是反电动势减少，而使有效电压增加，反过来又将使转子有快起来的倾向，所以总的效果使速度稳定。

当转子静止时，反电动势为零，电机电流最大。其最大值等于V／Rw(这儿V是电源电压)。最大·电流出现在刚起动的条件。 转子转动的方向，可由电机上所加电压的极性来控制。 体积小、重量轻、起动转矩大。 由于具备上述的那些特点，所以在医疗器械、小型机床、电子仪器、计算机、气象探空仪、探矿测井、电动工具、家用电器及电子玩具等各个方面，都得到广泛的应用。 对这种永磁式电机的控制，主要有电机的起停控制、方向控制、可变速度控制和速度的稳定控制。 2 电机的起／停控制 电机的起／停控制，最简单最原始的方法是在电机与电源之间，加一机械开关。或者用继电器的触点控制。 现在比较流行的方法，是用开关晶体管来代替机械开关，无触点、无火花干扰，速度快。电路如图2.2(a)所示。当输入端为低电平时，开关晶体管Q1截止，电机无电流而处于停止状态。如果输入端为高电平时，Q1饱和导通，电机中有电流，因此电机起动运转。图中二极管D1和D2是保护二极管，防止反电动势损坏晶体管。电容C1是消除射频干扰而外加的。R1基极限流电阻，限制Q1的基极电流。在6V电源时，基极电流不超过52mA。在这种情况下，Q1提供电机的最大电流为1A左右。 图 2.2 用晶体管控制电机启停,(b)增强灵敏度

电动机绕组基础知识

第一章电动机绕组基础知识 绕组是电动机进行电磁能量转换与传递，从而实现将电能转化为机械能的关键部件。绕组是电动机最重要的组成部分，又是电动机最容易出现故障的部分，所以在电动机的修理作业中大多属绕组修理。在本章中，主要介绍与电动机绕组有关的若干基础知识。 第一节电动机绕组的类别 电动机绕组按其结构可有多种类别，今将数种较常用的分类简介于下： 一、集中式绕组与分布式绕组 1、集中式绕组 安装在凸形磁极铁心上的绕组，例如直流电动机定子上的主磁极绕组和换向极绕组，是集中式绕组。对于三相电动机而言，如果每相绕组在每个磁极下只占有一个槽，在这种情况下，则也是集中式绕组。 2、分布式绕组 分散布置于铁心槽内的绕组，例如直流电动机的转子绕组以及三相电动机的定子绕组和转子绕组，都是分布式绕组。 二、短距绕组、整距绕组与长距绕组 1、短距绕组 绕组的节距小于极距的绕组，叫做短距绕组。短距绕组广泛应用于直流电动机的转子绕组以及三相交流单速电动机的定子绕组。 2、整距绕组 绕组的节距等于极距的绕组，叫做整距绕组，又称全距绕组或满距绕组。 3、长距绕组 绕组的节距大于极距的绕组，叫做长距绕组。除了在三相交流单绕组多速电动机中会有长距绕组以外，一般情况下，不用长距绕组。 三、单层绕组、双层绕组与单双层绕组 1、单层绕组 在铁心槽内仅嵌一层线圈边的绕组，叫单层绕组。单层绕组在10千瓦以下的小功率三相电动机中应用较多。 2、双层绕组 在铁心槽内嵌有上、下两层线圈边的绕组，叫双层绕组。双层绕组广泛应用于直流电动机以及功率在10千瓦以上的三相电动机。 3、单双层绕组 有少数三相异步电动机，定子铁心的一部分槽中仅嵌入单层线圈边，而在另一部分槽中则嵌有双层线圈边，这种既有单层又有双层的绕组，即单双层绕组。这种绕组是由双层短距绕组演变而来的。 四、整数槽绕组与分数槽绕组 1、整数槽绕组 三相电动机绕组中，每极每相槽数为整数的叫整数槽绕组。 2、分数槽绕组 三相电动机绕组中，每极每相槽数为分数的叫分数槽绕组。分数槽仅用于双层绕组。 五、600 相带、300 相带、和1200 相带绕组 1、600相带绕组 相带为600的绕组称为600相带绕组。通常单速三相电动机都采用600相带绕组. 2、300相带绕组 在嵌有Y和Δ两套绕组，Y-Δ混合连接的三相电动机中，把600相带一分为二，即形成了300相带绕组。 3、1200相带绕组 在单绕组三相多速电动机中，有1200相带绕组

电机基本知识

电机基本知识 OFweek工控网讯：电机（英文：Electric machinery，俗称“马达”）是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的 一种电磁装置。在电路中用字母M（旧标准用D）表示。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。发电机在电路中用字母G表示。它的主要作用是利用机械能转化为电能，目前最常用的是，利用热能、水能等推动发电机转子来发电。 二级(kw) 3000r/min 四级（kw) 1500r/min 六级（kw) 1000r/min 八级（kw) 750r/min 十级（kw）600r/min 十二级（kw) 494r/min 电机基本知识一： 小型三相异步电动机，通常包括H80-315MM的电机，其产量大、用途广，在电网的总负荷中，它的用电量为40%左右。六十年代初流行的为JO2系列电动机，该系列电机的功率等级、安装尺寸与国际市场上的通用标准不同，另外该电机启动转矩较低和缺乏噪声控制指标，因此现在我国现在使用的电机为Y系列电机。该电机坚固耐用、安全可靠因此使用范围越来越广。然而有些用户使用的电机年损坏率高达5%，究其原因多半是选型不当、使用不妥、保护不善的缘故。因此本次讲课的主要目的是：发现电机使用中发生的质量问

题，妥善的解决。 小型异步电动机的体系小型异步电动机可分为：基本系列、派生系列和专用系列。基本系列使用范围广、生产量大，是一种通用电机，如Y系列（IP44）小型三相异步电动机。派生系列按照不同的使用要求，在基本系列的基础上做了部分改动，另部件与基本系列有较高的通用性和一定程度的统一性。派生系列有电气派生（如高效电机，YX系列）、结构派生（如绕线转子电动机YR系列）、特殊环境派生（隔爆型电动机，YB系列）等几种。专用系列与一般用途不同，具有特殊使用要求和特殊防护条件系列，如YZ、YZR冶金及起重用异步电动机。 电机基本知识二： 基本系列技术参数1、标准号JB/T9616-1996 2、外壳防护结构型式Y系列小型三相异步电动机基本系列有 IP23、IP44两种外壳防护等级。IP23和IP44的含义是：IP －－-表示防护等级的标志符号，后面的两位数字的要求如下表：级别要求IP23 第一位数字能防止手指接触及机壳内带电或转动部分，能防止直径大于12MM的小固体异物进入第二位数字与沿垂直线成60度或小于60度的淋水对电机应无有害影响IP44 第一位数字能防止厚度大于1MM 的工具、金属线或类似的物体触及机壳内带电或转动部分，能防止直径大于1MM的小固体异物进入，但不包括由外风

电机选型基本知识

电机选型基本知识 小型三相异步电动机，通常包括H80-315MM的电机，其产量大、用途广，在电网的总负荷中，它的用电量为40%左右。六十年代初流行的为JO2系列电动机，该系列电机的功率等级、安装尺寸与国际市场上的通用标准不同，另外该电机启动转矩较低和缺乏噪声控制指标，因此现在我国现在使用的电机为Y系列电机。该电机坚固耐用、安全可靠因此使用范围越来越广。然而有些用户使用的电机年损坏率高达5%，究其原因多半是选型不当、使用不妥、保护不善的缘故。因此本次讲课的主要目的是：发现电机使用中发生的质量问题，妥善的解决。 小型异步电动机的体系 小型异步电动机可分为：基本系列、派生系列和专用系列。 基本系列----使用范围广、生产量大，是一种通用电机，如Y系列（IP44）小型三相异步电动机。 派生系列----按照不同的使用要求，在基本系列的基础上做了部分改动，另部件与基本系列有较高的通用性和一定程度的统一性。派生系列有电气派生（如高效电机，YX系列）、结构派生（如绕线转子电动机YR 系列）、特殊环境派生（隔爆型电动机，YB系列）等几种。 专用系列-----与一般用途不同，具有特殊使用要求和特殊防护条件系列，如YZ、YZR冶金及起重用异步电动机。 基本系列技术参数 1、标准号JB/T9616-1996

2、外壳防护结构型式 Y系列小型三相异步电动机基本系列有IP23、IP44两种外壳防护等级。IP23和IP44的含义是：IP---表示防护等级的标志符号，后面的两位数字的要求如下表： 级别要求 IP23第一位数字能防止手指接触及机壳内带电或转动部分，能防止直径大于12MM的小固体异物进入 第二位数字与沿垂直线成60度或小于60度的淋水对电机应无有害影响 IP44第一位数字能防止厚度大于1MM的工具、金属线或类似的物体触及机壳内带电或转动部分，能防止直径大于1MM的小固体异物进入，但不包括由外风扇吸风或送风的通风口和封闭式电机的泄水孔，这些部分应具有2级防护性能 第二位数字任何方向溅水于电机，应无有害影响。 3、安装结构及型式 Y系列电动机的安装结构，分为地脚安装、用地脚附带凸缘端盖安装和用一个凸缘端盖安装等三种。根据三种基本安装结构，电动机的安装型式又分为卧式安装或立式安装及轴伸向上或向下，即B3、B35、B5、V1、V15等安装方式，具体型号查标准。 4、冷却方式 Y系列电机基本是靠周围空气来循环冷却。

电机基本知识

电动机基本知识 （文稿） 南阳防爆集团股份有限公司 2009年6月

目录 一、旋转电机的定义是什么？ (3) 二、旋转电机是如何分类的？ (4) 三、旋转电机的基本原理是什么？ (5) 四、旋转电机设计时的模拟电路？ (8) 五、旋转电机有哪些性能参数指标？ (9) 六、电机制造常用标准有哪些？ (11) 七、电动机型号编制方法（GB4831-1984电机产品型号编制方法） (13) 八、电动机电压等级的选择 (16) 九、电机轴中心高 (16) 十、电机绝缘等级 (17) 十一、电机工作制（GB 755-2000旋转电机定额和性能） (17) 十二、防护型式IPXX （GB/T 4208-1993 外壳防护分级（IP代码）） (18) 十三、电机安装结构型式（GB/T 997-2003旋转电机结构及安装型式(IM代码)） (19) 十四、电机冷却方法（GB/T 1993-1993旋转电机冷却方法） (20) 十五、湿热带、干热带环境用电动机采取的措施 (21) 十六、防腐电机应采取的措施 (22) 十七、电动机振动限值 (22) 十八、电机选型要点 (23) 十九、电动机基本特征 (23)

一、旋转电机的定义是什么？ 旋转电机(以下简称电机)是依靠电磁感应原理而运行的旋转电磁机械，用于实现机械能和电能的相互转换。发电机从机械系统吸收机械功率，向电系统输出电功率；电动机从电系统吸收电功率，向机械系统输出机械功率。 电机运行原理基于电磁感应定律和电磁力定律。电机进行能量转换时，应具备能作相对运动的两大部件：建立励磁磁场的部件，感生电动势并流过工作电流的被感应部件。这两个部件中，静止的称为定子，作旋转运动的称为转子。定、转子之间有空气隙，以便转子旋转。 电磁转矩由气隙中励磁磁场与被感应部件中电流所建立的磁场相互作用产生。通过电磁转矩的作用，发电机从机械系统吸收机械功率，电动机向机械系统输出机械功率。建立上述两个磁场的方式不同，形成不同种类的电机。例如两个磁场均由直流电流产生，则形成直流电机；两个磁场分别由不同频率的交流电流产生，则形成异步电机；一个磁场由直流电流产生，另一磁场由交流电流产生，则形成同步电机。 电机的磁场能量基本上储存于气隙中，它使电机把机械系统和电系统联系起来，并实现能量转换，因此，气隙磁场又称为耦合磁场。 当电机绕组流过电流时，将产生一定的磁链，并在其耦合磁场内存储一定的电磁能量。磁链及磁场储能的多少随定、转子电流以及转子位置不同而变化，由此产生电动势和电磁转矩，实现机电能量转换。这种能量转换理论上是可逆的，即同一台电机既可作为发电机也可作为电动机运行。但实际上，一台电机制成后，由于两种运行状态下电机的参数和特性方面的原因，很准满足两种运行状态下的客观要求，因此，同一台电机不经改装和重新设计，不可任意改变其运行状态。 电机内部能量转换过程中，存在电能、机械能、磁场能和热能。热能是由电机内部能量损耗产生的。 对电动机而言： 从电源输入的电能＝耦合电磁场内储能增量+电机内部的能量损耗+输出的机械能对发电机而言： 从机械系统输入的机械能＝辐合电磁场内储能增量+电机内部的能量损耗+输出的电能

电机原理基础知识

第一部分：电机基础知识 一、小功率电动机的分类 按国家标准规定，小功率电动机指折算至1500r/min(转/分)时连续额定功率不超过1.1kw的电动机，也称为微电动机或马力电动机，其分类如下： 1、小功率电动机分为以下4种： 1)小功率异步电动机； ①三相异步电动机； ②单相电阻起动电动机； ③单相电容起动电动机； ④单相电容运转电动机； ⑤单相电容双值电动机； ⑥罩极异步电动机。 2)小功率同步电动机； ①永磁同步电动机； ②磁阻同步电动机； ③磁滞（zhi）同步电动机； 3)小功率直流电动机； ①有刷直流电动机； A、励磁直流电动机； B、永磁直流电动机。 ②无刷直流电动机。 4)小功率交流换向器电动机； ①单相串激电动机； ②交直流两用电动机； ③推斥电动机。 二、电机的运行原理 1、安培环路定律——全电流定律 本定律阐（chan）述电流产生磁场的规律，由式表达： 上式说明沿任一条闭合回路L,磁场强度的线积分等于该闭合路所包围的全电流。 将全电流定律用到电机中，由于电机磁路通常可按不同的材料和几何尺寸分成几段，每段中的磁场强度是相同的，因此可将上式写成： H i----第i段磁路磁场强度（A/m） Li----第i段磁路计算长度（m） Wi----磁势（A） W---线圈匝数

磁场感应电流产生的强弱及方向由磁感应强度表示。 形象的描绘磁场用磁力线，磁力线是闭合曲线，磁力线的方向与产生磁场的电流之间符合右螺旋法则。穿过单位面积的磁力线数就是感应强度B. 磁感应强度不仅与电流有关，而且与周围介质有关，当周围放有铁磁物质时，磁场会大大加强，这是因为不同的介质有不同的磁导率，磁导率用u0表示。真空磁导率磁场物质u为u0的几百倍至几千倍，而且与磁场强度有关，不是常数，磁场强与磁感应强度关系为H=B/u 式中B——表示磁感应强度（T） U——表示磁导率（H/m） H——表示磁场强度，也叫磁势（A/m） 在均匀磁场中，穿过面积S的磁力线定义为磁通 2、电磁力定律 本定律阐述处于磁场中的载流导体受有电磁力作用。当磁场与载流导体相互垂直时，作用在导体相互垂直时，作用在导体的电磁力为f=BiL 式中f——电磁力（N） B———磁感应强度（T） i-----导体的电流（A） L-----导体的有效长度（m） 电磁力f的方向由左手定则判定：磁通指向手心，伸直四指指电流方向，垂直的拇指指电磁方向。 3、电磁感应定律 本定律阐述磁通变化产生感生电势的规律。 ⑴变化磁通产生的感应电势——变压器电势 式中W—与磁通Φ相交链的线圈匝数 Φ—与线圈交链的磁通（Wb） t —时间（s） e —感应动势（V）