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）
⑵切割电势，导线在磁场中运动并切割磁力线时，导体中产生感应电动势：
e =BL.V
式中B—磁感应强度（T）
L—导线有效长度
V—导线垂直于磁场的运动速度
上式感应电势方向由右手定则确定，手心迎着磁通、垂直的拇指指向导体运动方向，平行四指指向感应电势方向。
4、能量守恒原理
在质量不变的物理系统中，能量总是守恒的，能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，而仅能变换的形式。在电动机能量的平衡关系式为：
电源输入的电能=磁场储能的增加+热能的能量损耗+机械能的输出
式中：转换为热能的能量损耗主要包括三部分
⑴定、转子绕组铜耗；
⑵交变磁通在铁芯的铁耗
⑶通风、摩擦产生的机械损耗
三、单相异步电动机工作原理
在三项点集中，当定子三相绕组接到三相交流电源时，对称三相交流电流在三相对称绕组中流通，产生圆形旋转磁势和磁场，从下图表示：
电流随时间变化，产生磁势和磁场在空间旋转，旋转速度由电源频率f和电机极数p决定。
n =2x60/p*f
式中n—旋转磁转速（r/min）
p—电机极数
f—电源频率（HZ）
在单相电机中，由于单相绕组产生的使脉振磁场，电机没有起动转矩，不能起动，如下图所示：
因此在单相电机定子铁芯中嵌放两绕组且其轴线在空间相隔90°电角度，两相绕组的线径、匝数分布个不相同，其中一项绕组称为主绕组（用M表示）。另一项绕组称为付绕组（用A表示）。付绕组铁移相元件接入电源。结构原理如下图：
在单相电机中，若定子上的主、付两相绕组完全对称，两相绕组接到两相对称电源，则与三相电机一样也产生在空间旋转的圆形旋转磁势和磁场，如下图：
可见对称绕组通入对称两相电流产生的旋转磁势与三相电机产生旋转磁势一样。其旋转速度与电源频率和电机极数有关：
n=120f/p
在单相电机的转子中铸有许多彼此相连通的鼠笼形铝导条，如图示：
当电机中磁场以n速度旋转时，处于旋转磁场中的转子导条就会切割磁力线而产生感应电势和感应电流，感应电流在磁场的作用下产生电磁力和电磁力矩，形成一定得转速n’。一般情况下电机转速n’不等于旋转磁场转速n。因为n’=n时，转子导条相对旋转磁场是静止的，导条中就不会产生感应电势和感应电流，电机就不会电磁力矩，电机的转速就会自然下降。因转子速度始终低于旋转磁场速度，故此种电机为“单相异步电动机”。
四、电容运转单相异步电动机
工作绕组及主绕组M与副绕组A的轴线在空间相隔90°电角度，副绕组串联一个电容C在于工作绕组并接与电源，由于付绕组串联了电容所以副绕组中的电流在相位上超前于主绕组电流，这样由单相电流i分解成具有时间相位差的两相电流iM和Ia,因而电机的两相绕组能产生圆形或椭圆形的旋转磁场。
五、电机的调速方法及原理
作为单相异步电动机其调速方法有三种：⑴变极调速；⑵降压调速；⑶抽头调速。
1、变极调速
在单相电机中，有倍极调速和非倍极调速之分。倍极调速电机一般定子上只有一套绕组，用改变绕组端部联接方法获得不同的极对数以达到调整旋转磁场的转速。在极对数比较大的变极调速中，定子槽中安放两套不同极对的独立绕组，实际上相当于两台不同极对数的单速电机的组合，其原理和性能与一般单相异步电机一样。
2、降压调速
降压调速方法很多，如串联电抗器、串联电容、自耦变压器和串联可控硅调压调速。空调中最常用的调速调压是可控硅调压、调速。可控硅调速是改变可控硅导通角的方法，改变电动机端电压的波形，从而改变了电动机的端电压的有效值。可控硅导通角a1=180°时电机端电压为额定值，a1＜180°时电压波形如果是实线部分，电机端电压有效值小于额定值，a1越小，电压越低。
3、抽头调速
电容运转电动机在调速范围不大时，普通采用定子绕组抽头调速。此时定子槽中放置有主绕组、付绕组及调速绕组。通过改变调速绕组与主、付绕组的联接方式，调整气隙磁场大小及椭圆度来实现调速的目的。
抽头调速分为T型抽头调速和L型抽头调速。L型抽头调速又可分为主绕组抽头L-1型和付绕组抽头L-2型。目前我司最常用的是T型抽头调速和副绕组抽头L-2 型。原理线路图见下。
T型抽头调速优点：中低档运行绕组温升低；缺点：电机高档效力低，主绕组易形成匝间。
L型抽头调速优点：电机高档效力高，绕组不易形成匝间；缺点：中低档运行温升高。
六、直流电机
直流电机分为有刷直流电机和无刷直流电机，有刷直流电机又分为励磁式直流电机和永磁直流电动机。在工作原理上永磁直流电机和励磁直流电机是相同的。下面主要以永磁直流电机与无刷直流电机进行简要介绍。
1、永磁直流电机
永磁直流电机与励磁直流电机不同之处在于，提供电机的主磁场的方式不同，永磁直流电机提供主磁场的是永磁体，而励磁式直流电机提供的主磁场则是直流通电的线圈。
枢（shu）绕组，电枢电流Ia在永磁体所建立的磁场中使得通电导体产生的磁场中使得通电导体产生电磁力和电磁转矩使电机旋转。
2、无刷直流电动机
无刷直流电动机就是变频技术与直流电机相结合的产物，其具有效率高、噪音低、调速精度高、振动小、调速范围宽、寿命长等特点。下面就空调用无刷直流电机的组成及工作原理作简要介绍：
⑴直流电机的组成
直流电机本体：定子主要采取集中式绕组，根据控制不同，绕组相数有单相、二相、三相、四相等结构，用的最多的是三相绕组结构，绕组接法有星型接法和环形接法两种，绝大部分绕组采用星型接法。转子部分采用磁钢，磁钢提供电机的主磁场。
电机控制部分：无刷电机的控制方式主要有PAM(脉幅调制技术)和PWM(脉宽调制技术)，两种控制方式各有优缺点。下图1为高压油位置传感器PWM驱动电路原理框图，主要由控制电路、逆变电路、三角波发生器、比较器、保护电路等组成。从原理框图可以看出，无刷直流电机的控制部分只包含一直一交变频电路中的逆变部分，整流及滤波部分由空调的主电控完成。
⑵工作原理
众所周知，永磁体提供的磁极磁场在电机旋转过程中固定不变的，这就是要求每个时刻定子绕组产生的电枢磁场必须与转子的磁极磁场相对应，即绕组的电流方向、导通与关断受转子位置的控制。因此，无刷直流电机必须有转子位置信号输出给电机的控制电路，电机的控制电路根据转子位置信号来控制相应的功率开关管的导通与关断，从而控制相应绕组的电流方向、导通与关断。定子绕组若按一
定的通电顺序进行切换，就可以形成一个与转子位置对应的旋转磁场，使电机按要求的旋转方向旋转。相对磁钢的某一磁极而言，每个时刻与它对应的电枢磁场是固定的，即绕组的电流方向是固定的，这与有刷直流电机类似。图2为无刷直流电机运行原理图，绕组为三相星形接法，120度均布，采用三相半桥驱动方式，转子为一对极。在图示位置，磁钢的磁极中心线与A相绕组对齐，此时的控制电路根据转子位置检测信号，使S1开关管触发导通，B相绕组通电，在B相绕组磁场的作用下，转子将顺时针旋转120独门，到达虚线转子所示的位置，磁钢的磁极中心线与B相绕组对齐，此时，控制电路根据转子位置检测信号，使S1开关管关断，使S3开关管导通，A相绕组通电，转子在A相绕组磁场的作用下，转子将顺时针旋转120度，按上述通电顺序循环导通，转子就顺时针旋转下去。无刷直流电机采集转子位置信号，前者，电机结构简单，但电机起动困难；后者，电机结构稍复杂，但起动平稳、可靠，目前大部分的无刷直流电机均采用后者。位置传感器的种类很多，空调用的无刷直流电机一般采用霍尔元件作为位置传感器。
无刷直流电机大部分采用三相星形绕组结构，桥式控制电路，下面就二相导通星形三相六状态的无刷直流电机的驱动原理作详细介绍（下图3为原理框图）：
在此电机结构中，电机一般需要三个霍尔元件，三个霍尔元件输出的逻辑波形图和真值表如图4所示。两个霍尔元件之间的空间夹角为120度电角度，所以输出
的脉冲信号相隔120度电角度。从真值表可以看出，每个霍尔元件一次导通180度，每隔60度必有一个霍尔元件的输出状态发生却换，三个霍尔元件的输出状态的组合共有六种。与上述的霍尔元件的输出状态相对应，在一个周期内，三相绕组间隔60度电角度换相一次，每个时刻有两条相绕组导通，每相绕组连续导通120度。每相绕组正反向各导通一次，导通时间占三分之二周期。假定电枢各
相绕组的导通次序为：UV\UW\VW\VU\WU\WV,则电枢磁势的向量图如图5所示。
电机在该电枢磁场的作用下，按既定方向旋转。真值表的参数必须与控制电路的逻辑程序相吻合，电枢磁场与转子主磁场将不匹配，电机将能运转或倒转。
⑶电机调速
就调速原理来说，无刷直流电机类似于一般的直流电机，通过改变电枢两端的直
流电压大小来改变电动机的转速。无刷直流电机有两种改变电压的方法：PAM和
PWM,PAM 是电压的脉冲度保持不变，调节电压的幅值大小来改变电压的平均
值大小；PWM正好相反，即电压脉冲幅值不变，脉冲宽度磕掉。PAM方式调速。
其调速线性度好、噪音低，控制电路简单，但线路较复杂，噪音较大，主要用于
高压电机。
⑷PWM调速的实现：
如图6所示，Vi为固定频率和固定电压的三角波，Vsp为直流电机电压，
两者输入一比较，Vi输入比较器的同相端。当Vsp大于Vi时，比较器输出信号Vo为高电平，当Vsp小于Vi时，比较器输出信号Vo为低电平，Vo为一系列等宽度的脉冲波形，调节Vsp电压的大小，即可调节Vo的脉冲宽度的大小。直流高压Vm施加到电机绕组两端，即可在绕组两端得到脉冲电压幅值不变，脉冲电压宽度可调的电压，调节Vo的脉宽占空比，机可调节电机绕组两端的电压平均值的大小，从而调节电机转速。
PWM控制方式输出给绕组的电压波形是一系列等宽度的矩形波，矩形波含义较大成分的谐波。在某些场合，为了减少谐波对电机产生的不良影响，如转矩脉动、振动噪音和附加损耗的增加等，希望输给绕组的电压为正弦波，因此控制方式就要采用正弦脉宽调制技术（SPWM）在PWM控制方式的基础上，吧Vsp电压由输入直流电压该为输入正弦波电压，Vo即为一组幅值不变，宽度按正弦波规律变化的矩形脉冲波。用Vo来控制逆变电路的开关管的导通与关断，输给电机绕组的电压的平均值即按正弦规律变化，从而改善电机的性能。在有特殊要求应用场合，可以改变Vsp电压的性质来改变PWM控制方式的特性，是PWM控制方式满足使用要求。
⑸应用
因为采用了变频技术和位置传感技术，使无刷直流电机继承了有刷直流电机的特性，又无有刷直流电机的缺点，所以直流电机得到迅速发展，在各个领域得到了广泛的应用。以家用变频空调为例，使用无刷直流电机，电机转速的调节范围很宽，在变频空调需要快速制冷、制热；无刷直流电机易于实现精确控制；无刷直流电机的效率高，为变频空调实现高能效比提供保障。
七、电机主要参数
1、空载输入电流：是指电机在额定工作电压、额定电源频率、额定电容下、空载运行（轴上输出功率为零）情况下，流入电动机的电流称为空载电流。单位：A或mA.
2、空载输入功率：是指电机在额定工作电压、额定电源频率、额定电容下、空载运行（轴上输出功率为零）情况下，流入电动机的功率称为空载功率。这部分功率消耗主要体现在磁场储能，定、转子绕组铜耗和铝耗，交变磁通在铁芯损耗，通风、轴承摩擦产生机械耗损。单位：W(瓦)
3、负载输入电流：是指电动机在额定工作电压、额定电源频率、额定电容下、带额定负载运行在额定转速下，所输入电机的电流。单位：A或mA.
4、负载输出功率：是指电动机在额定工作电压、额定电源频率、额定电容下、带额定负载运行在额定转速下，轴伸端所输出的功率。单位：W(瓦)。
5、温升：是指电动机在制定测试条件下运行，内部绕组与铁芯部分的温度相对于测试环境温度的升高值。目前较常用的测试方法为绕组电阻法。
K=(R1-R0)\(234.5+T0)-(T1-T0)
6、噪音：电机噪音可分为机械噪音和电磁噪音。机械噪音通常由电机装配不良定、转子擦边及轴承噪音等形成。定转子气隙不均匀受装配零件同轴度的影响较大，磁场过于饱受设计功率较大电机的材料限制造成。噪音用dB表示。
八设计单相电容运转异步电动机必须提供参数：
目前空调电机设计而言具备下述条件之一即可：
1、额定电压、频率、电容、负载转速、负载输出功率、外形安装；
2、额定电压、频率、电容、负载转速、实际负载、外形安装；
3、额定电压、频率、电容、负载转速、样机、外形安装；
4、额定电压、频率、电容、负载转速、T-S曲线、外形安装；
九、那些参数变化可引起电机成本增加
在电机设计已是最优化状态下，下述要求必须增加成本：
1、负载不变情况下，要求提高转速；
2、负载不变情况下，要求降低温升；
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
电动机基础知识 第一节、三相异步电动机介绍 一、电动机的分类 1、按电源分： （1）、直流电动机：直流电通入定子形成磁极，直流电由电刷和整流子通入电梳转子，两者作用产生转矩，将电能转变成机械能。 （2）、交流电动机：交流电通入定子产生旋转磁场，和转子带电流导体相作用产生转矩，而使电能转换成机械能。据转子导体中电流的产生方法不同，又分为同步电动机和异步电动机。两者的定子结构是相同的，只是转子不同。 A、同步电动机：一般是从外部将直流电由滑环通入转子线圈，此转子线圈中的带流导 体和定子旋转磁场作用而产生转矩，使转子旋转与定子的旋转同步。 B、异步电动机：转子导体中的电流是由定子磁场感应产生，气隙旋转磁场与转子导体中的感应电流相互作用产生转矩，从而实现电能转换成机械能的一种交流电动机其运行转速与旋转磁场转速间存在一定差异，即所谓异步。固称为异步电动机。又由于转子导体中的电流是由气隙旋转磁场感应产生，故亦称为感应电动机。使用电流单相和三相的不同，又有单相异步电动机和三相异步电动之分。由于三相异步电动机具有结构简单、制造、使用、维护方便，运行可靠等优点，因而广泛用于驱动机床、水泵、鼓风机、压缩机、起重卷杨设备、矿山机械、轻工机械及农用机械等，电力传动机械中有90﹪左右是由异步电动机驱动，其用电量约占总用电量的50﹪以上。 2、异步电动机的分类。异步电动机一般为系列产品，其系列、品种、规格繁多，又可分为许多类别。 （1）、按电机尺寸或功率大小分： 大型电机定小铁心外经＞1000mm或机座中心高＞630mm。 中型电机定子铁心外经500-1000mm或机座中心高在355mm-630mm。 小型电机定子铁心外经在100-500mm或机座中心高在80-315mm （2）、按系列产品用途分： 基本系列产量最大，使用范围最广的通用电机系列。如：Y系列、Y2系列小型三相异步电动机。 派生系列为满足不同使用要求，在基本系列的基础上作部分改动而派生的系列产品，其零部件与基本系列有较高的通用性和一定程度的统一性。如：YR系列绕线转子电动机，Y-WF系列户外防腐型电动机，YB系列隔爆型电动机。 专用系列为满足特殊使用要求而专门设计制造的系列产品。如：YZR、YZ系列起重冶金用电动机，DFP系列屏风电动机。 （3）、按冷却方式分：有自扇冷和自冷式两种 （4）、按安装方式分：有卧式安装、立式安装等安装型式。
发电机基础知识 培训讲义
发电机技术处 周华翔 南京汽轮电机(集团)有限责任公司
1. 电机发展的历史 2. 发电机原理 3. 发电机结构 4. 发电机图纸和文件 5. 发电机成套范围
1. 电机发展的历史
在人类的科技发
展史中，对于电现象 和磁现象很早就有认 识了。但对于两者之 间的联系，却直到 183 年 前 才 发 现 。 这 个发现者的名字叫法 拉第，他是一位英国 物理学家。
早在1821年，法拉第发现了载流 导体在磁场中会受到力的作用的现象， 1831年又发现了电磁感应定律，并很 快就出现了原始模型电机。从此电机的 研究和应用迅速发展起来，至今已有 180多年。
z 电机发展的初期主要是直流电机
z 1869年法国电气工程师格拉姆发明了 第一台实用的直流发电机
z 1882年美国发明家爱迪生指挥建造了 第一个用于商业中心的直流照明系
z 1883年塞尔维亚裔美国人特斯拉发明 了第一台两相感应电机
z 1888年俄国电气工程师多利沃-多勃鲁 夫斯基发明了三相感应电机。
? 1912年英国派生斯公司已能生产4极 25MW汽轮发电机。
? 上世纪20年代美国和欧洲一些其他国 家已能生产类似的汽轮发电机，其中德 国西门子公司、匈牙利冈茨厂对发电机 的通风冷却有较多的创新，为后来汽轮 发电机冷却系统的发展奠定了基础。
? 上世纪30年代许多欧美国家可以生产 50~60MW的汽轮发电机。
电机基础知识 Prepared on 22 November 2020
电机基础知识 1、电机的分类 表1-1：电机分类表 电动机 交直流两用电动机 步进电动机 交流电机 交流伺服电动机 同步电机 异步电机 直流电机 电磁式直流电动 机 他励 并励 串励 复励 永磁直流电动机 直流伺服电动机 直流力矩电动机 无刷直流电动机 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。 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。
电机的基础知识和详细介绍 电机 泛指能使机械能转化为电能、电能转化为机械能的一切机器。特指发电机、电能机、电动机。 电机及电机学概念 电机定义：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。电动机也称电机（俗称马达），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，随着风力发电技术的日趋成熟，风电也慢慢走进我们的生活。 变压器，在有的书上称之为静止的电机。从电机的定义发现，这么说也有它的道理的。 电动机的种类 1．按工作电源分类根据电动机工作电源的不同，可分为直流电动机和交流电动机。其中交流电动机还分为单相电动机和三相电动机。 2．按结构及工作原理分类根据电动机按结构及工作原理的不同，可分为直流电动机，异步电动机和同步电动机。 同步电动机还可分为永磁同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同步电动机。 异步电动机可分为感应电动机和交流换向器电动机。感应电动机又分为三相异步电动机、单相异步电动机和罩极异步电动机等。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。 直流电动机按结构及工作原理可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。
3．按起动与运行方式分类根据电动机按起动与运行方式不同，可分为电容起动式单相异步电动机、电容运转式单相异步电动机、电容起动运转式单相异步电动机和分相式单相异步电动机。 4．按用途分类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、吸尘器、照相机、电吹风、电动剃须刀等）用电动机及其它通用小型机械设备（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．按转子的结构分类根据电动机按转子的结构不同，可分为笼型感应电动机（旧标准称为鼠笼型异步电动机）和绕线转子感应电动机（旧标准称为绕线型异步电动机）。 6．按运转速度分类根据电动机按运转速度不同，可分为高速电动机、低速电动机、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级恒速电动机、无级恒速电动机、有级变速电动机和无级变速电动机外，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。 异步电动机的转子转速总是略低于旋转磁场的同步转速。 同步电动机的转子转速与负载大小无关而始终保持为同步转速。 一.、直流电动机 直流电动机是依靠直流工作电压运行的电动机，广泛应用于收录机、录像机、影碟机、电动剃须刀、电吹风、电子表、玩具等。 1．电磁式直流电动机电磁式直流电动机由定子磁极、转子（电枢）、换向器（俗称整流子）、电刷、机壳、轴承等构成， 电磁式直流电动机的定子磁极（主磁极）由铁心和励磁绕组构成。根据其励磁（旧标准称为激磁）方式的不同又可分为串励直流电动机、并励直流电动机、
目录 1前言 (3) 1.1电动机技术发展及现状 (3) 2电动机工作原理 (4) 3电动机的运行维护 (6) 3.1电动机启动前的准备 (6) 3.2起动时注意的问题 (7) 3.3电动机运行中的监视 (7) 3.3.1监视电动机的温度 (7) 3.3.2 监视电动机的电流 (8) 3.3.3 监视电动机的电压 (8) 3.4电动机运行中的注意事项 (8) 4 电动机的定期检查和保养 (9) 5 对电动机轴电流的分析及防范 (10) 小结 (12) 参考文献 (13) 致谢 (14)
摘要 近几十年来，随着电力电子技术、微电子技术及现代控制理论的发展，中、小功率电动机在工农业生产及人们的日常生活中都有极其广泛的的应用。特别是乡镇企业及家用电器的迅速，更需要大量的中小功率电动机。由于这种电动机的发展及广泛的应用，它的使用、保养和维护工作也越来越重要。本文主要介绍了电动机技术发展及现状、工作原理、电动机的运行维护。 关键词：技术现状工作原理运行维护
1前言 1.1电动机技术发展及现状 电机是利用电磁感应原理工作的机械。随着生产的发展而发展的，反过来，电机的发展又促进了社会生产力的不断提高。从19世纪末期起，电动机就逐渐代替蒸汽机作为拖动生产机械的原动机，一个多世纪以来，虽然电机的基本结构变化不大，但是电机的类型增加了许多，在运行性能，经济指标等方面也都有了很大的改进和提高，而且随着自动控制系统和计算机技术的发展，在一般旋转电机的理论基础上又发展出许多种类的控制电机，控制电机具有高可靠性﹑好精确度﹑快速响应的特点，已成为电机学科的一个独立分支。 它应用广泛，种类繁多。性能各异，分类方法也很多。电机常用的分类方法主要有两种：一种是按功能用途分，可分为发电机﹑电动机，变压器和控制电机四大类。电动机的功能是将电能转换成机械能，它可以作为拖动各种生产机械的动力，是国民经济各部门应用最多的动力机械，也是最主要的用电设备，各种电动机消耗的电能占全国总发电量的60%~70%。另一种分类方法是按照电机的结构或转速分类,可分为变压器和旋转电机.根据电源电流的不同旋转电机又分为直流电机和交流电机两大类.交流电机又分为同步电机和异步电机。 在现代化工业生产过程中，为了实现各种生产工艺过程，需要各种各样的生产机械。拖动各种生产机械运转，可以采用气动，液压传动和电力拖动。由于电力拖动具有控制简单﹑调节性能好﹑耗损小﹑经济，能实现远距离控制和自动控制等一系列优点，因此大多数生产机械都采用电力拖动。 按照电动机的种类不同，电力拖动系统分为直流电力拖动系统和交流电力拖动系统两大类。 纵观电力拖动的发展过程，交，直流两种拖动方式并存于各个生产领域。在交流电出现以前，直流电力拖动是唯一的一种电力拖动方式，19世纪末期，由于研制出了经济实用的交流电动机，致使交流电力拖动在工业中得到了广泛的应
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
第一步：步进电机的保持转矩，相当于传统电机所说的“功率”。当然，他们有着本质的区别。步进电机的物理结构，完全不同于普通的交、直流电机，它的输出功率是可变的。通常根据需要的转矩大小，来选择哪种型号的步进电机。大致来说，扭力在以下的，一般选择28、35、39、42；扭力在左右的，选择57电机较为合适。扭力在几或更大的情况下，就应当选择转矩更大的75、85、86、90、110、130等规格的步进电机。同时，我们还应考虑电机的转速。因为，电机的输出转矩，与转速成反比关系。就是说，步进电机在低速（每分钟几百转或更低转速，其输出转矩较大），在高速旋转状态的转矩就很小了。当然，有些工作环境需要高速电机，就要对步进电机的线圈电阻、电感等指标进行综合权衡。选择电感稍小一些的电机，作为高速电机，能够获得较大输出转矩。反之，要求低速大力矩的情况下，就要选择电感在十几或几十mH,电阻也要大一些为好。 第二步：步进电机空载启动频率，一般称为“空起频率”。这是选购步进电机很重要的一项指标。如果要求在瞬间频繁启动、停止，并且，转速在1000转/分钟左右或更高。最好选择反应式或永磁式步进电机，这些电机的“空起频率”都比较高。 第三步：步进电机的相数选择，这项内容，很多客户几乎没有什么重视，大多是随便购买。其实，不同相数的电机，工作效果是不同的。相数越多，步距角就能够做的比较小，工作时的振动就相对小一些。大多数场
合，使用两相、三相、五相混合式步进电机的比较多。在高速大力矩的工作环境，选择三相步进电机是很实用的。 第四步：防水防腐型步进电机能够防水、防油，适用于某些特殊场合。例如水下机器人，就需要放水电机。75BYG系列步进电机大多具有防水结构。对于特种用途的电机，就要针对性选择了。 第五步：特殊规格的步进电机，通常需要和生产厂家沟通，在技术允许的范围内，加工订做。例如，出轴的直径、长短、伸出方向等。 步进电机的运转难免会有很大的噪音，在工厂这些噪音其实不算什么，工厂里多的是机械，各式各样的，一起运转，那么多的噪音，就好像在开一场演唱会，只是是我们听不懂的，很刺耳的。 噪音大听不到不要紧，但是在工厂里面的操作工难免就要遭罪了，操作工之间讲话都是问题，不用吼得是听不到了，久而久之，他们的听觉也会有一点受到影响。那该如何减少这些机器的噪声呢？ 第一，可以通过改变减速比等机械传动避开共振区； 第二，可以采用带有细分功能的驱动器； 第三，可以换成步距角更小的步进电机； 第四，可以换成交流伺服电机，几乎可以完全克服震动和噪声；
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；
三相异步电动机基本知识 1 电机概述 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，电机构造的一般原则是：用适当的有效材料（导磁和导电材料）构成能互相进行电磁感应的磁路和电路，以产生电磁功率和电磁转矩，达到转换能量形态的目的。 为了减少激磁电流和旋转磁场在铁心中产生的涡流和磁滞损耗，铁心有0.5mm厚的硅钢片叠压而成。硅钢片绝缘层的作用？笼型转子结构简单、制造方便。对要求启动电流小、启动转矩大的电机，可以采用绕线式电机。 按电机功能来分，可分为： ①发电机——把机械能转换成电能； ②电动机——把电能转换成机械能； ③变压器、变频机、变流机、移相器——分别用于改变电压、频率、电流相位。 ④控制电机——作为控制系统中的元件。 又可按以下方法分类： 下面主要讲述高压中大型三相异步电机。 S=ns-n/ns 2 电机型号、结构及分类
2.1 分类 a）按中心高分类 可分为微型电机、小型电机、中型电机、大型电机。一般来说，H80以下的称为微型电机（也叫分马力电机，功率在1kW以下），H80～H315的称为小型电机，H355～H630的称为中型电机，H710～H1000的称为大型电机。 b）按防护等级分类 基本上可分为开启式、防护式和封闭式电机。开启式电机的常用结构是IP11，防护式电机的常用结构是和IP22、IP23，封闭式电机的常用结构是IP44和IP54。 IP是International Protection 的意思，紧跟其后的第一个数字表示电机防护固体的能力(0-无防护；1-防护大于50mm的固体；2-防护大于12mm的固体；3-防护大于2.5mm 的固体；4-防护大于1mm的固体；5-防尘。)，第二个数字表示电机防水的能力(0-无防护电机；1-防滴电机；2-15°防滴电机；3-防淋水电机；4-防溅水电机；5-防喷水电机；6-防海浪电机；7-防浸水电机；8-潜水电机)。 请参考标准GB4942.1-85《电机外壳防护分级》。 c) 按安装方式分类 总体上可分为卧式电机和立式电机。 卧式电机的典型结构是IMB3，其余派生结构有IMB35、IMB5等。立式电机的典型结构是IMV1（把IMB5立起来装即可,轴伸朝下），其余派生结构有IMV15（把IMB35立起来装即可,轴伸朝下）等。 IM即International Mounting。 请参考标准GB997-2008《电机结构及安装型式代号》。(IEC60034-7:2001) 旋转电机的结构形式、安装形式及接线盒位置---IM代码。 结构形式：有关固定用构件、轴承装置和轴伸等电机部件的构成形式。
微电机常见问题分析 一、 确认马达尺寸（即了解马达型号） 1． A 段尺寸的确定： 3P ：A 段尺寸 = 换向器长 + E 段尺寸 + 0.6 5P ：A 段尺寸 = 换向器长 + E 段尺寸 + 0.8 为何5P 所留空间为0．8？ 因5P 绕线，线堆积较3P 高，会造成以下几点不良： 1． 焊头碰线。 2． 焊压敏电阻时空间小，夹具易将线挤伤。 3． 点焊短路，线堆积过高，点线时传热于线上时将线烧破皮。 2． 制定B 段尺寸的原则： B 段尺寸大，除具有以上三项不良外，还有第四项不良， 即：线高铜介子（它会造成平衡胶碰螺丝的现象） 铁后盖B 段尺寸原则如下： 360H 22片 380H 35片 540H 42片 550H 60片 5512 56片 365H 20片 385H 32片 545H 40片 555H 58片 二、 确定马达的特性因素： 1． 转速（确定转速的因素有：线圈、B 段、碳精、磁石） 线圈（线圈与槽满率有关） 槽满率 = 线截面积 ÷ 转槽的截面积 × 100% 截面积 = n × D 2π ÷ 4 n ：线圈圈数， D ：漆包线线径， 槽满率高与低对马达特性的影响： 槽满率太高（胖线），不良因素有： 1． 绕线困难（胖线时线拉力过大易断线）。 2． 点焊因难（点焊推动时易破皮）。 3． 平衡作业困难。（加胶难加） 4． 装风叶困难。 5． 高转速马达易飞线。 6． 焊压敏电阻空间小，易将线挤破。 马达尺寸中，变化较多属转子部分，转子主要几个尺寸有：A 段、B 段、E 段、C 段、轴长
槽满率过低的不良因素有： 1． 扭力小（接收磁场小）。 2． 线径小（线径小时 电流密度大 马达易发热 马达烧坏机率大）。 槽满率过低的优点：节约成本 三、 后盖的确定（即：铁盖、胶盖） 铁盖马达电磁屏蔽好 四、 转子线径与圈数的确定： 首先查找与待求马达同电压且转速接近的作为参照物。 如：已知：RS-360SA-13325 12V 测试 RPM ：5700 求知：RS-360SA-？ 12V 测试 RPM ：7500 圈数 = 5700 ÷ 7500 ×325 线径 = 5700 ÷ 7500 × 325 × D 2π÷ 4 = 5700 ÷ 7500 × 325 × 0.132π÷ 4 当试验过程中，转速偏差较大时（如与待求值差2000rpm ）， 圈数修改同时线径亦要求修改。（避免槽满率高） 五、 碳精的确定（碳精又名：电刷、碳素、碳刷）： 碳精主要成份有铜与石墨。 石墨优点：润滑性好、耐磨、耐温、熔点在3000℃以上 选碳精受约束的因素有： 1．电压 2．寿命 3．声音 4．转速 1． 6V 以下电压：碳精使用70%-----80% 4.8V 以下电压：碳精一般用80% 2V 以下电压：一般用含银碳刷 金属刷一般用于280以上马达及音响马达， 3V 电压或3VRPM10000以下的马达 金属刷的成份有：磷铜、铍铜、贵金属（如：钯、铑、银） 金属刷的优点：导电性好（接触电阻小，则马达压降小） 一般碳刷马达12V 测试时接触电阻其压降为0.6V 而金属刷接触电阻其压降几乎为0 因一般马达有起动电压，再加上压降，所以当2V 测试或1.5V 测试马达用碳刷则不能起动马用铁盖的好处： 1． 耐温（散热快）。 2．芯片多（芯片多----接收磁场大---扭力大）。 3．电磁屏被好（高转速马达一般用铁盖）。 4．强度大。 用铁盖的坏处： 1． 绝缘效果差，如3170装电容时需加绝缘套 管。 2． 成本高
雅迪科普系列：电机选择基础知识 1 电机空载损耗；在轴承、刹车良好的情况下，电机的控制损耗主要是铁芯涡流损耗，因为高速转动的磁极在定子铁芯不断感应出涡流，导致铁芯发热。无论是驱动状态还是滑行状态，只要电机在运转，铁损就存在，就是电机用手空转电机时感觉到的阻力，也可以通过电机惯性来表示。这个阻力越小越好（有超越离合器除外），越小越省电，铁芯温度越低。 2 电机的功率；额定功率是在额定电压下实现的，电动车的轮毂电机转速低，远远低于电机的破坏转速。电压低，远远低于工业电气的380v电压，质量一般的电机在100v以内可以认为没有耐压问题。这两点给电机超压提供了可靠保证。超压后的实际功率正比于电压的超压比。因为电动车电机普遍虚标功率，为了追求扭矩已经把电流密度利用到极限，所以超压不应该超流，否则电机发热严重，铁芯饱和，磁铁退磁，效率低下。48V500W=60V625W=72V750W=84V875W=96V1000W,额定扭矩没有改变，启动扭矩因为电池输入功率增加，相电流增大，有一定程度增加，但是没有转速增加这么明显，如果经常运行在低速大负载限流区域，应该调小控制器限流。 3 电机超压；既然电机可以超压，那么什么样的电机才能超压？因为车辆在行驶时的空气阻力与速度呈现平方关系，假设速度30码空气阻力为10牛顿，在60码时的空气阻力就是100牛顿，一个在30码可以有合适扭矩的350W电机根本没有能力输出抵抗100牛顿的阻力，只能勉强工作再超负荷状态，甚至不能达到这个速度。就是说想超压就应该明确目标速度是多少？大概需要现在的几倍扭矩来克服目标速度的阻力。也就是说只有大扭矩的低速电机才能超压，因为现在有充足的扭矩储备，超压后才能有效推动车子行驶。 4 电机的扭矩；电机扭矩和电流呈现正比关系，扭矩为1，电流为1，扭矩为2，电流为2以此类推，但是当铁芯进入饱和区域电流增长已经不能产生有效扭矩了。电机的最大扭矩受两个条件制约，1线圈发热超温、2磁路饱和、哪个先到就受哪个制约。 怎么简单比较哪个电机扭矩大？这里要抛开控制器因素，把电机的三根相线结实的短路在以前，然后用手转动轮胎或推动车辆，感觉阻力越大越好，这表明电机能够产生的扭矩也大。注意：并不是所谓的扭矩型电机这样检测扭矩就一定大！ 短路相线测量阻力大可能表示以下几点；电机的磁铁厚面积大极数多，铁芯叠厚大直径大，线圈多电阻小，总之就是好！ 如果一个开路空载转动阻力小，空载电流小，短路相线阻力大那么就是好电机！剩下就是速度了——
生产培训教案 培训题目：发电机知识讲解 培训目的：了解发电机及励磁系统基本知识，发电机保护，运行定期检修试验项目。 内容摘要： 1、发电机工作原理。 2、发电机获得励磁电流的几种方式。 3、发电机保护 4、发电机试验： 培训内容： 发电机基本原理： 三相同步发电机由原动机拖动直流励磁的同步发电机转子，以转速n(rpm)旋转，根据电磁应原理，三相定子绕阻便感应交流电势。定子绕阻若接入用电负载，电机就有交流电能输出。发电机是利用电磁感应现象的原理制成的，它是把机械能转化为电能的装置。交流发电机主要由转子和定子两部分组成，另外还有滑环、电刷等。 感应电势E＝4.44fNΦ（N：匝数） 频率f＝Pn/60 交流发电机的特点：把机械能转化为电能的一种机器。因为它提供的是方向做周期性变化的交流电，故称为交流发电机。 发电机的主要构造是转子（转动部分）和定子（固定部分），滑环
两个，电刷两个。小型发电机的转子是线圈，定子产生磁场，就像教学演示用的模型一样。大型发电机恰好相反。它的线圈是定子，产生磁场是转子。 同步发电机为了实现能量的转换，需要有一个直流磁场而产生这个磁场的直流电流，称为发电机的励磁电流。根据励磁电流的供给方式，凡是从其它电源获得励磁电流的发电机，称为他励发电机，从发电机本身获得励磁电源的，则称为自励发电机。 发电机获得励磁电流的几种方式： 1、直流发电机供电的励磁方式： 这种励磁方式的发电机具有专用的直流发电机，这种专用的直流发电机称为直流励磁机，励磁机一般与发电机同轴，发电机的励磁绕组通过装在大轴上的滑环及固定电刷从励磁机获得直流电流。这种励磁方式具有励磁电流独立，工作比较可靠和减少自用电消耗量等优点，是过去几十年间发电机主要励磁方式，具有较成熟的运行经验。缺点是励磁调节速度较慢，维护工作量大，故在10mw以上的机组中很少采用。 2、交流励磁机供电的励磁方式 现代大容量发电机有的采用交流励磁机提供励磁电流。交流励磁机也装在发电机大轴上，它输出的交流电流经整流后供给发电机转子励磁，此时，发电机的励磁方式属他励磁方式，又由于采用静止的整流装置，故又称为他励静止励磁，交流副励磁机提供励磁电流。交流
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。
第四章交流电机理论基础 4.1 交流绕组与直流电枢绕组的根本区别是什么？ [答案] 4.2 构成交流电枢绕组并联支路的理想条件有哪些？ [答案] 4.3 产生脉振磁动势和产生圆形磁动势的条件各有哪些？ [答案] 4.4 将对称三相绕组接到三相电源的三个接线头对调两根后，其旋转磁动势的转向是否会改变？ [答案] 4.5 一台频率为50Hz的三相电机，通入频率为60Hz的三相对称电流，如电流的有效值不变，相序不变，试问三相合成基波磁动势的幅值，转速和转向是否会改变？ [答案] 4.6 a、b两相绕组，其空间轴线互成90o电角度，每相基波的有效匝数为Nk N1 (两相绕组都相同)，绕组为p对极，现给两相绕组中通以对称两相交流电流，即 试求绕组的基波合成磁动势及三相谐波合成磁动势的表达式f1(θ, t) 和f3(θ, t) ，写出两者的振幅计算式，并分别指出磁动势的转速及转向如何？ [答案]
4.7 三相对称交流定子绕组通入三相对称非正弦波电流，设此非正弦波电流包含有基波及3、5、7等奇次谐波分量，试分析分别由3、5、7次谐波电流所产生的三相合成磁动势基波和3、5、7次谐波的转速和转向。 [答案] 4.8 有一台汽轮发电机，定子槽数Z=36，极数2p＝2，采用双层叠绕绕组，节距y1＝14，每个线圈匝数N c＝1，并联支路数a＝1，频率为50Hz。每极磁通量Φ1＝2.63Wb。试求： (1) 导体电势E c1； (2) 匝电势E t1； (3) 线圈电势E y1； (4) 线圈组电势E q1； (5) 相电势E 1。 [答案] 4.9 一台三相交流异步电动机，定子采用双层短距叠绕绕组，Y联结，定子槽数Z＝48，极数2p＝4，线圈匝数N c＝22，节距y1＝10，每相并联支路数a＝4，定子绕组相电流I=37A，f＝50Hz，试求： (1) 一相绕组所产生的磁动势波； (2) 三相绕组所产生的合成磁动势波。 [答案] 4.10 一台三相六极交流对称定子绕组，在A、B、C相绕组中分别通以三相对称电流i A=10cosωt A；i B＝10cos(ωt-2π/3) A；i C＝10cos(ωt-4π/3) A，试求： (1) 当i A＝10 A时，三相合成磁动势基波的幅值的位置； (2) 当i B＝10 A时，三相合成磁动势基波的幅值的位置； (3) 当i A从10 A下降至5 A时，基波合成磁动势在空间转过多少圆周? [答案]
(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。
电动机基本知识 一、电动机基本知识 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： YB3 - 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、YB3、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；
电工基础知识 1.电是什么? 答:有负荷存在和电荷变化的现象。电是一种和重要的能源。 2.什么叫电场? 答:带电体形成的场,能传递带电体之间的相互作用。 3.什么叫电荷? 答:物体或构成物体的质点所带的正电或负电。 4.什么叫电位? 答:单位正电荷在某点具有的能量,叫做该点的电位。 5.:什么叫电压?它的基本单位和常用单位是什么? 答:电路中两点之间的电位差称为电压。它的基本单位是伏特。简称伏,符号v,常用单位千伏(kv),毫伏(mv) 。 6.什么叫电流? 答:电荷在电场力作用下的定向运动叫作电流。 7.什么叫电阻? 它的基本单位和常用单位是什么? 答:电流在导体中流动时,要受到一定的阻力,,这种阻力称之为导体的电阻。 它的基本单位是欧姆,简称欧,符号表示为?,常用的单位还有千欧( k? ),兆欧(m? ) 8.什么是导体?绝缘体和半导体? 答:很容易传导电流的物体称为导体。在常态下几乎不能传导电流的物体称之为绝缘体。导电能力介于导体和绝缘体之间的物体称之为半导体。 9.什么叫电容? 它的基本单位和常用单位是什么? 答:电容器在一定电压下储存电荷能力的大小叫做电容。它的基本单位是法拉,符号为F,常用符号还有微法(MF),微微法拉(PF),1F=106MF=1012MMf(PF) 。 10.什么叫电容器? 答: 储存电荷和电能(电位能)的容器的电路元件。 11.什么是电感? 它的基本单位和常用单位是什么? 答:在通过一定数量变化电流的情况下,线圈产生自感电势的能力,称为线圈的电感量。简称为电感。 它的常用单位为毫利,符号表示为H,常用单位还有毫亨(MH) 。1H=103MH 12.电感有什么作用? 答:电感在直流电路中不起什么作用,对突变负载和交流电路起抗拒电流变化的作用。13.什么是容抗?什么是感抗?什么是电抗?什么是阻抗?他们的基本单位是什么? 答:电容在电路中对交流电所起的阻碍作用称为容抗。 电感在电路中对交流电所起的阻碍作用称为感抗。 电容和电感在电路中对交流电引起的阻碍作用总称为电抗。 电阻, 电容和电感在电路中对交流电引起的阻碍作用阻抗。 他们的基本单位都是欧姆( ? ) 。 14.什么叫电路? 答:电流在电器装置中的通路。电路通常由电源,开关,负载和直接导线四部分组成。 15.什么叫直流电路和交流电路?