交流电动机的应用佳木斯电机股份有限公司
佳木斯电机股份有限公司是生产交流电动机的国家大型企业，所生产的产品品种多、规模大，功率范围广，可充分满足石油、化工、煤炭、钢铁、冶金、电力等行业的全方位
一．各类电机主要特点
佳木斯电机股份有限公司生产的各种电机，按其特点可适用不同的场所或驱动各种不同的设备。现按电机种类介绍其特点。
1.隔爆型电机。防爆标志为“d ”电动机型号用“B”表示。所谓隔爆型，是指它具有隔爆外壳，它能够承受已进入外壳内部的可燃性混合物内部爆炸而不损坏，并且通过外壳上的任何接合面或结构孔不会引燃由一种或多种气体蒸气所形成的外部爆炸性环境的电气设备外壳。
隔爆型电机的主要特点是：
a 隔爆外壳必须具有足够的强度，能够承担内部爆炸而不损坏。隔爆外壳应能承受1.5倍的参考压力。而参考压力的测定则是按外壳爆炸时内部产生的最大压力，因此外壳的设计绝对要避免产生压力重叠现象。一般工厂生产时，则做水压试验，压力为1Mpa历时1分钟。
b 具备按标准规定的隔爆接合面,当内部的爆炸性火焰通过这些路径后而不会引燃外部爆炸性气体混合物.
隔爆型电机所有的内外相通的部分均为隔爆结合面。如机座与端盖的止口接合面，轴承内盖与端盖的接合面、与轴的转动接合面，接线盒内部出现的接合面等。
C、电动机的接线盒内的电气间隙和爬电距离应符合不同电压时的规定。
接线盒内设内接地，如采用铠装电缆时还应在接线盒上设外接地。
2、增安型电动机。防爆标志为“e”，电动机型号用“A”表示。它是一种对正常运行条件下不会产生电弧、火花，并采取一些措施以提高其安全程度，防止其内部和外部部件可能出现危险温度、电弧和火花的电气设备。
增安型电机的主要特点是：
a、电机不允许产生火花和危险温度。危险温度是指爆炸性气体的自燃温度。
如eⅡT3型，温度则不能高于T3组200℃
b电动机定子绕组温升限值要比其绝缘等级规定的限值低10K。
c 防护等级不低于IP54。
d tE时间不得小于5秒。（按起动电流倍数大小具体确定）。当电动机堵转产生危险温度时在规定的tE时间内保护电器应起到作用。
e 电动机的定子和转子的单边最小间隙应符合GB3836.3的规定.
f电动机的接线盒内的电气间隙和爬电距离应符合不同电压时的规定。
接线盒内设内接地，如采用铠装电缆时还应在接线盒上设外接地。
3、正压型电动机。防爆型标志为“P”，电动机型号用“ZY”表示。其原理是通过保持内部保护气体的压力高于爆炸环境压力的措施来达到安全的目的。
正压型电动机的主要特点是：
a、电动机内部的压力不允许低于外部压力，因此要通过一个微压计来进行监测和保护
b、需外部风源。
c、其排风口要设在安全区处。
目前我厂尚未正式投产这类产品，但TZYW正压型无刷励磁同步电动机我厂已承接定货。
4、粉尘防爆电机。其防爆标志为DIP，电动机型号用“F”表示。这是一种用外壳和限制表面温度保护的电气设备。
粉尘防爆电机的主要特点是：
a、防护等到级不低于IP56（防尘型可不低于IP54）
b、外壳表面温度不能高于点燃粉尘的温度。
5、变频调速电动机
变频调速电机有调速范围广、精度高、平稳并可调整电动机起动特性等特点，因此变频电机不仅供变速用，许多场所通过调速还可达到节约能源的目地，如水泵、风机、压缩机等。在工艺流程改变的情况通过调频电动机功率降低，但输出转矩不变，从而达到节能目的。
变频电动机的主要特点是：
a、变频器电源产生的高次偕波将使电动机发热破坏绝缘，产生轴电流降低轴承使用寿命，尤其是当电动机额定频率为低频时，设计上应采取相应措施，包括电磁设计方面的调整，加强主绝缘和匝间绝缘，轴承绝缘等。但在某些系列电机上由于考虑通用性化、互换性等原因，根据使用条件亦可不必做较大改变。
b、调速范围超过30%时，电机外带风机来保证冷却效果。
C、变频电动机在额定频率下使用电动机保持恒转矩，超过额定频率电动机则保持恒功率。
d、当变频器电源距离80MM以外使用时，必须加滤波器或电抗器。
6．煤矿井下用电动机
煤矿井下用电动机采用EXdI隔爆型，但在通风良好，没有瓦斯的场所（如泵房）也可采用矿用一般型电气设备，煤矿井下用电动机的主要特点是：
a、具有较高的的防潮能力，低压电机要做12个周期的湿热交变试验，高压电机则要做21个周期的湿热交变试验。
b采掘工作面的电机外壳材质须采用钢板或铸钢制成。其它零部件非采掘工作面的电机外壳可HT250灰铸铁制成。
C、采掘工作面用的电机(如采煤机,装岩机,输送机等到用电机)需要较高的堵转转矩和较大的过载能力.
d、无论何种电机，必须持有煤安证方可下井。
7、各种气候防护型电动机
各种气候防护类型见表1.。
表1
上述防护类型标注于电动机型号的最后面，例如：YB25001-4WF1。
表一中序号3-7环境条件代号含义为：英文字母前3表示户内，4表示户外英文字母表示严酷等级。各种字母表示使用环境条件，具体为：气候（K）特殊气候条件（zH-热辐射、Za-周围空气运动、ZW-除雨以外的水源），生物条件（B），化学活性物质条件（C），机械活性物质条件（S）和机械条件（M）等共六类。详细内容见JB/T4375《电工产品户外户内腐蚀场所所使用环境条件》。
各类气候防护型电动机的主要特点：
a、防护等级不可低于IP54。
b、良好的绝缘防护能力和较高的绝缘电阻电动机要承受12个周期的交变湿热试验。
c、按着不现的技术要求进行表面及零部件（包括紧固件）的涂复处理，如干热型要防日光照射，湿热及户外型要防止轻微腐蚀，而防腐型则根据不现的防腐等级进行处理，必要时甚至采用不锈钢材质。
d、户外型定子绕组温升限值降低5K。
二．电动机遵循的标准
电动机遵循的标准见表2
三．电机常识
1．电动机的防护等级
增安型、隔爆型电动机和气候防护型电机均不低于IP54或IP55；
粉尘防爆电机分别不低于IP54（D22）或IP65（D21）；
Y系列高压电动机为IP23；
其余电动机按要求可制成IP44、IP54或IP55。
防护等级的标志由表征字母“IP”及附加在后的两个表征数字组成，第一位数字表示第一种防护的各个等级，第二位数字表示第二种防护的各个等级。
IP 5 4
第二位表征数字：表示由于外壳进水而引起有害
影响的防护等级（防水等级）
第一位表征数字：表示外壳对人和壳内部件的防
护等级（防尘等级）
表征字母
介绍防护等级中2、4、5、6两个数字所代表的含义：
第一位数字“2”表示可防止直径大于12mm的固体异物进入壳内，能防止手触及壳内带电或运动部分。
第一位数字“4”表示可防护大于1mm固体进入电机，能防止直径或厚度大地1mm的导线或厚片触及壳内带电或运动部分。
第一位数字“5”表示能防止触及或接近壳内带电或转动部件，虽不能完全防止灰尘进入，但进尘量不足以影响电机的正常运行。
第一位数字“6”表示能完全防止灰尘进入壳内，防止手触及壳内带电或运动部分。
第二位数字“3”表示与铅垂线60度角范围内的淋水，应不能直接进入电机内部（防淋水电机）
第二位数字“4”表示承受任何方向的溅水应无有害影响（防溅水电机）第二位数字“5”表示承受任何方向的喷水应无有害影响（防喷水电机）具体防护等级的相关知识参见GB4942.1
2. 绝缘等级
电动机的绝缘等级均为F级绝缘，定子绕组通过VPI真空加压浸渍。低压电机如需H级绝缘，请与制造厂协商，目前因绝缘材料限制高压电机只能为F级绝缘。
B级绝缘的耐热温度为130℃，定子绕组温升限值为80K， F级绝缘的耐热温度为155℃，定子绕组温升限值为105K，
H级绝缘的耐热温度为180℃，定子绕组温升限值为125K，由于绝缘材料的不断提高，B级绝缘本世纪初已开始停止使用。至于从历史上看A级绝缘在上世纪60年代初开始停用，E级绝缘在80年代中期停用并开始使用F级绝缘至今。所以我们只要了解B级绝缘掌握F、H级绝缘的使用情况即可。
3.电动机的冷却方法，常用以下几种：
1）IC01，自循环冷却，如Y系列高压电机（IP23型）。
2）IC411，电动机外风扇自冷却，如YB2系列低压电机。
3）IC511，电机外风扇，通过周围冷却器冷却。如YB系列高压电机。
4）IC611，电机外风扇通过电机顶部冷却器冷却，如YKK，YAKK系列高压电机。
5）IC81W，外装水冷却器，内部循环冷却，即所谓的空-水冷，冷却器在电机
上部；如YKS系列。
6）.IC416电动机带有风机，强迫冷却；如YPT系列电机。
7）.IC616电机顶部设空冷却器,外带风机.
8）.IC666电动机顶部带有空/空冷却器，强迫冷却;如YPT系列.；
9）.IC86W电动机顶部带有空/水冷却器，强迫冷却；如YPT系列
4.工作制
1）概念
工作制：电机所承受的一系列负载状况的说明，包括起动、电制动、空载、
停机和断能及其持续时间和先后顺序等。
负载持续率：工作周期中的负载（包括起动与电制动在内），持续时间与整
个周期的时间之比，以百分数表示。
工作类型：工作制可分为连续、短时、周期性或非周期性几种类型。周期工
1 作制包括一种或多种规定了持续时间的恒定负载；非周期性工作制中的负载和转
速通常在允许的运行范围内变化。
2）工作制类型
工作制类型为S1～S10
S1工作制——连续工作制，在无规定的长时间内是恒载工作。在恒定负载
下连续运行达到热稳定状态。
S2工作制——短时工作制
在恒定负载下按给定时间运行，电机在该时间内不足以达到热稳定，随之
停机和断能，其时间足以使电机再度冷却到与冷却介质温度差在2k以内。
S3工作制——断续周期工作制（周期性工作制是指负载运行期间电机未达
到热稳定）
按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
停机和断能时间。
R t ?负载持续率：（D t ?+tp ?+F t ?）/TC
S5工作制根据起动次数不同分三种，而每种起动次数又有不同的负载持续率：如： 150次/小时，负载持续率分：25%、40%、60%；300次/小时，负载持续率分：40%、60%；600次/小时，负载持续率：60%。
S5与S4工作制功率是一样的，虽然S5电制动时温度有所上升，但不致影响太大，因而S4与S5功率是一样。
S6工作制——按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空载运行，无停机和断能时间。
S7工作制——按一系列相同的工作制周期运行，每一周期包括一段起动时间，一段恒定负载运行时间和一段电制动时间，无停机和断能时间。
S7与S5相似，只是没有停机和断能时间。
S8工作制——包括负载-转速相应变化的连续工作制。 S9工作制——负载和转速非周期变化的工作制。
负载和转速在允许范围内作非周期恒定变化的工作制。这种工作包括经常性过载，其值可远远超过基准负载。
S10工作制——离散恒定负载工作制。
3）.断续周期工作制电机额定功率及极数的选择换算
负载持续率不同时的功率，负载持续率一般分15%、25%、40%、60%、100%按
3
表1计算。
在产品样本中没有给出各负载持续率下的功率时按表3计算，样本给出的以样本为准。
表3
P ——S3-40%功率（kW ） S4及S5的功率按表5计算
在产品样本中没有给出各负载持续率下的功率时按表4计算，样本给出的以样本为准。
表4
PH ——为S4及S5负载持续率40%，（150次/小时）的功率 PF ——为S4及S5负载持续率40%，（300次/小时）的功率 4).负载持续率与起动次数 a.负载持续率的选择 根据现场使用情况，经过相当一段时间统计数据确定的，尽可能代表实际情
况。
b.起动次数
起动次数通常指全起动结束的次数，但在电动机工作状态下，往往有点动，制动状态且没达到全起动，所以按等效发热原则折算成等效起动次数，折算方法为：
点动一次（终了时电动机的转速不大于额定转速的25%）相当1/4次起动； 电制动（制动到额定转速1/3）一次相当0.8次起动； 每小时等效起动次数典型举例如表5。
表5
4
5．电动机的保护装置
1）温度保护
主要对定子绕组和轴承温度进行监控。一般采用PT100铂热电阻方法、在定子绕组内（定子槽内部或绕组端部）每相埋设二支PT100电阻，其中一支备用。轴承测温通过PT100温度传感器进行监控，可在现场或控制室或二者皆监控。普通电机也可采用电接点式温度表等。
定子绕组温度F级绝缘，由于F级绝缘的极限温度为155℃,因此设置为140-145℃报警,150℃停车。
滚动轴承报警温度一般为80℃,90℃停车。
滑动轴承报警温度一般为75℃,80℃停车。
2）增安型电动机座设置过电流保护，使电动机在堵转状态下，在规定时间内停车。此项措施由用方自行采取。
3）电动机的差动保护和防雷保护
额定功率容量在2000KW以上，或小于2000KW但电流速断保护灵敏度不够的电动机应设纵差保护，这里介绍“磁平衡式纵差保护”的新原理。
平衡式纵差保护三相接线为电动机每相绕组的始端和终端引线分别进入和引出磁平衡式电流互感器的环形铁心窗口，在电动机正常运行或启动中，各相始端和终端电流一进一出，互感器一次安匝为零，二次无输出，保护不动作，由此可见，在电动机没有发生相间短路的情况下，依靠互感器一次磁安匝的磁平衡，差动继电器中没有不平衡电流，由于磁平衡原理，互感器二次侧断线也不会出现过电压现象，这些都是电流平衡式差动保护所无法比拟的，目的有助于克服电动机的自起动过程中的误动作。
电动机的防雷保护现下多采用金属氧化物避雷器、避雷器一端接地，另一端接电机中点，在式频电压下避雷器的氧化锌阻片呈现极大的电阻，能迅速有效地抑制式频续流，在过电压情况下，其电阻又变得很小，相当于短路状态，能很好地泄放雷电流。
上述装置除隔爆型电机外，均可设置于电机主接线盒内，装置亦由电机厂提供，也可用户自备，隔爆型电机主接线盒也受位置限制，最好放在它处。
4）漏水保护，水冷电机防止漏水设置音差式或其它形式的漏水开关。
5）湿热型及户外电机设停机加热器，在电动机停止运动时。接通加热器电源，保证电机内部温度高于外部5℃防止结露水。
四．防爆常识
石油、化工行业的生产环境多数是爆炸性气体环境
所谓爆炸性气体环境，是指在大气条件下，气体、蒸汽或薄雾状的可燃物质与空气形成的混合物，点燃后，燃烧传至全部未燃烧混合物的环境。在这种环境使用的电气设备，一旦产生火花或危险温度就会点燃爆炸性气体混合物，即所谓“爆炸”。因此在这种环境中使用的电气设备必须是符合标准规定的防爆电气设备。
1.爆炸性气体环境用电气设备的分类、分级、分组：
分类：Ⅰ类：煤矿用电气设备。
Ⅱ类：除煤矿外的其它爆炸性环境用电气设备，亦称工厂用。石油、化工行业所用均属此类。
分级、分组：爆炸性气体、蒸气是指一定条件下能燃烧引起爆炸的气体、蒸气。按照它们的特点，对其给予分级分组进行管理；
对“隔爆型”电气设备而言，气体和蒸气的分级是以最大试验安全间隙为基础，在一个间隙长度为25mm的标准试验容器，在间隙附近点火进行测定的，所谓分级，即指气体和蒸气的传爆能力，根据试验结果，气体和蒸气分为A、B、C 级。其中后者传爆能力最强如ⅡC级的氢气、乙炔等
Ⅱ类（工厂用）电气设备的最高表面温度是以爆炸性气体和蒸气的自燃温度来确定，按其自燃温度分为6组，见表6.
爆炸性气体、液体蒸气、薄雾的分类、分级、分组示例表
表6
我们所看到的防爆标志如dⅡBT4,即为这样的隔爆型电气设备能够适用于Ⅱ类中A、B级T1～T4组爆炸性气体混合物的场所。
2、防爆型电机分类
在规定条件下不会引起周围爆炸性环境点燃的电气设备称之为防爆电气设备。
1）隔爆型电机防爆标志为“d”，电动机型号用“B”表示。
隔爆型电机的可制成dⅠ、dⅡAT4、dⅡBT4和dⅡCT4，根据使用场所的条例
为确定选用。
我国的隔爆电机以YB系列为代表，目前最大的功率为佳木斯电机股份公司的3800kW、4P电机。
2）增安型电动机。防爆标志为“e”，电动机型号用“A”表示。
3）正压型电动机防爆型标志为“电动机型号“ZY”表示。
4）.粉尘防爆电机。其防爆标志为DIP，电动机型号用“F”表示。
3．爆炸性环境的分区及所用防爆电机类型
1).爆炸性气体按其现场环境的危险程度划分3个区域，每区域应按规定选择不同类型的防爆电机。
0区，在正常情况下，爆炸性气体混合物连续地短时间频繁出现，或长时间存在的场所。
1区，在正常情况下，爆炸性气体混合物有可能出现的场所。
2区，在正常情况下，爆炸性气体混合物不能出现，仅在不正常情况下，偶尔短时出现的场所。
2).0区只能选用本安型电气设备。
1区用隔爆型、增安型、正压型，但高压增安型不允许用在1区。
2区用隔爆型、增安型、正压型、无火花型。
粉尘环境的分区：
粉尘环境根据可燃性粉尘与空气混合物出现的频率和持续时间及粉尘厚度进行分类为20、21和22区。
20区：在正常运行过程中可燃性粉尘连续出现，其数量是此形成可燃性粉尘与空气混合物或可能形成无法控制和极厚的场所。
21区：在正常运行过程中，可能出现粉尘数量是以形成可燃性粉尘与空气混合物的场所。
22区：在异常情况下，可燃性粉尘偶尔出现并只在短时间存在、或可燃性粉尘偶尔出现堆积或可能存在粉尘层并且产生可燃性粉尘空气混合物的场所。
粉尘防爆电气设备的主要特点为：
a)提高防护等级。22区不低于IP54，20、21区则不低于IP65。用以防止粉尘进入电器内部。
b)限制外壳表面最高温度。
c)其完整标志举例：DIPA21。DIP表示粉尘点燃，A为产品类型21区。
4．防爆电机的选用，要根据使用场所的防爆分区，正确地选择防爆类型，不仅能确保使用安全，还具有合理的经济性。
五．电动机的使用维护
1.电动机在通电前首先要检查冷态绝缘电阻，如果绝缘电阻低，必须进行处理使绝缘电阻符合要求，方可起动电动机。冷态绝缘电阻最低值应不低于表8的规定。
使用兆欧表来检查绝缘电阻。根据电动机额定电压按表7选用兆欧表。
如果绝缘电阻低，就应采用加热的方法进行烘干，加热的方法有三种：
a）有烘炉烘干，温度在100℃左右。
b）用碘钨灯烤干。
c）采用低压大电流的方法。此时电流控制在不超过电动机额定电流的1.2倍，电压约在100V左右，视电机大小有所区别，应以电流大小为准。当绝缘电阻上升到一定值停止加热。
2 电动机轴承选用
根据其承受负荷和极限转速的要求，分别选用滚动和滑动轴承，滚动轴承采用脂润滑，滑动轴承采用稀油润滑，有强制和自润滑二种，电机设计是根据轴承散热的情况来确定采用哪种方式。一般来讲高速电机的采用强制润滑，低速电机多采用自润滑。但特殊情况，如缺乏淡水冷却条件的场所（如海上平台、沙漠地区）2P电机在1600kW以下也可采用自润滑结构的滑动轴承。
一般情况，2P电机在800kW左右以上均采用滑动轴承，2000kW-4P以上及相应转矩的6P以上电机均采用滑动轴承，可确保电机的可靠运行。
滚动轴承的允许使用温度不得超过95℃．
滑动轴承的允许使用温度不得超过80℃．
滚动轴承机构的设计考虑了在不同情况下的运行和润滑状态下，设不停机住油装置。采用二轴承机构或三轴承机构。驱动端定位。
滑动轴承采用端盖式滑动轴承。
.电动机运行产生故障多的就是轴承问题，由于轴承损坏致使电机抱轴时有发生，因此正确使用和维护好轴承是保障电动机稳定运行的重要因Y2 Y3 YB2系列轴承选用见表9.
滑动轴承的允许使用温度不得超过80℃．
Y2、YB2、YA2、Y、YKS、YKK、YAKK、YAKS系列电动机使用轴承见表10
表10
Y2、YB2、YA2系列电动机使用轴承表
机座号 2P 4P 6P及以上 2P 4P 6P及以上轴伸端非轴伸端
355 NU217+6217C3 NU222+6222C3 NU215 NU218
400 NU219+6219C3 NU224+6224C3 NU217 NU220
450 NU220+6220C3 NU226+6226C3 NU228+228C3 NU218 NU222 NU224 500 DQY11-110A NU228+6228C3 NU230+6230 DQY11 NU228
-110AJ
560 DQY14-140A NU232+6232 NU234+6234 DQY110 NU230 NU232
-140AJ
Y、YKS、YKK、YAKK、YAKS、系列电动机使用轴承表
机座号 2P 4P 6P及以上 2P 4P 6P及以上
轴伸端非轴伸端
355 NU217+6217C3 NU222+6222C3 NU215 NU218
400 NU219+6219C3 NU224+6224C3 NU217 NU220
450 DQY9-100B NU226+6226C3 NU228+228C3 NU222 NU224 DQY9
-100BJ (NU219+6219C3) (NU217) (NU222)
500 DQY11-110AB NU228+6228C3 NU230+6230 DQY11 NU228
-110BJ
560 DQY14-140B NU232+6232 NU234+6234 DQY14 NU230 NU232
-140BJ
(DQY14-125B) (DQYDQY14)
3. 滚动轴承润滑
滚动轴承的润滑周期及每次加润滑脂的量取决于转速和运行情况。推荐的润滑周期见表11。
运行条件好可以加大润滑周期，使用条件恶劣、轴承温度高、运行条件差可以减小润滑周期。
在出厂前，滚动轴承中已加入润滑脂进行润滑，以确保在正常情况下，电动机能够直接投入运行。投入运行后，要经常检查电动机的润滑脂。
润滑脂使用2号锂基润滑脂。数量为轴承室空腔的1/2（对2极）或2/3（对4、6、8、10极）。过多或过少都可引起轴承发热。
3.滑动轴承润滑
带有滑动轴承的电动机在运输时是无油的。出厂前轴承及轴颈表面涂一层防锈油，使轴承在运输期间得到保护。带有滑动轴承的电动机运行前，必须进行下列步骤：
a) 检查轴承情况，可以通过轴承盖上的油环观察孔及油位观察窗来检查。
b) 检查有无潮气，如果发现氧化痕迹，必须在投用前全部除去。
c）冲洗所有油管，向油箱中注油，直至正常油面。推荐使用汽轮机油，表12是推荐的润滑油牌号。
d)
e) 将轴转动几周，使油分布于轴承的各个部分，确认油环转动灵活。
要保持正常油面高度很重要，缺油会引起轴承故障。要经常检查油面高度和油环的工作情况，装在轴承盖上的视窗，可以看到油环的运行情况，油环要求很圆，无毛刺、无尖棱，匀速转动，并将一定量的油带到轴颈的顶部。
引起油环不能自由转动的原因有：
a) 油环不圆（不圆度应小于1.5mm）。
b) 油环不平衡（重的部分将趋向下面）。
c) 附着在引导槽上（梯形部分能减小附着）。
d) 油太冷或太粘，油面太高。
一但出现润滑油污染或变质，马上换新油。润滑油的污染是由于轴承磨损造成的，起因是振动或轴向推力。按要求更换润滑油以保持油的清洁。
润滑油是通过进油管的节流孔板限量的，以保持进入轴承的油量合适，节流
滑动轴承漏油原因很多，主要有以下几种：
a）供油压力过大
供油压力过大，会使轴承座内油面升高，多余的油来不及流回供油系统的油箱中。供油压力过大也能产生油雾。
b) 回油不畅
回油管路要制成如图18所示或制成向下倾斜式。回油管路应畅通，供油系统的油箱中的气压不应高于大气压。
c）轴承间隙太大
如果轴承的间隙过大或回油不畅，则轴承的端部漏出超量的油。这种渗漏，加上轴的旋转，将在轴承腔内产生油雾，且使油通过浮动迷宫环从腔内漏出。
d）腔内压力
很多电动机对轴承腔内正压或负压值很敏感。最大允许值是±30Pa。用气压计来进行测量。为了减小压差，要求：
——轴承腔周围的所有分开面接头接缝、气封圈均应密封。
——观察窗的功能要完备。
e）密封部分
尽管接触面配合得很好，油总可能从细小的间隙处漏出。用密封胶涂在有油的元件的配合面上，防止泄漏。
密封胶用法如下：
——清洗被涂表面，使之无脏物、油脂。如果必要，可用非油基溶剂。
——配合面应平整，无刻痕。配合面之间应无间隙。
——在两个表面涂上薄薄一层密封胶（约0.5～0.7mm），密封胶不要太厚，以防止密封胶被挤出，掉入浮动迷宫环处、轴承及油腔中。
——装配各零部件。
滑动轴承间隙
定期检查滑动轴承间隙很重要，间隙过大会引起轴承故障，减小定子和转子间的气隙。滑动轴承的正常间隙见表13。轴承间隙的精确值，用千分尺对轴径和轴瓦孔测量而得到。
4.观察于维护
电动机运转时要经常观察轴承运行情况，一旦发生温度突变和有异常声响时停机检查。
现代控制理论与电机控制 刘北 070301071 电气工程及其自动化0703班 现代控制理论在电机控制中的具体应用： 自70年代异步电动机矢量变换控制方法提出，至今已获得了迅猛的发展。这种理论的主要思想是将异步电动机模拟成直流机，通过坐标变换的方法，分别控制励磁电流分量与转矩电流分量，从而获得与直流电动机一样良好的动态调速特性。这种控制方法现已较成熟，已经产品化，且产品质量较稳定。因为这种方法采用了坐标变换，所以对控制器的运算速度、处理能力等性能要求较高。近年来，围绕着矢量变换控制的缺陷，如系统结构复杂、非线性和电机参数变化影响系统性能等等问题，国内、外学者进行了大量的研究。伴随着推进矢量控制、直接转矩控制和无传感器控制技术进一步向前发展的是人工智能控制，这是电机现代控制技术的前沿性课题，已取得阶段性的研究成果，并正在逐步实用化。 矢量控制和直接转矩控制技术的一个新的发展方向是直接驱动技术，这种零方式消除了传统机械传动链带来的一系列不良影响，极大地提高了系统的快速响应能力和运动精度。但是，这种机械上的简化，导致了电机控制上的难度。为此，需要电机控制技术的进一步提高和创新。这正是电机现代控制技术有待深入研究和具有广阔开发前景的新领域。 电机的现代控制技术与先进制造装备息息相关，已在为先进制造技术的重要研究领域之一，国内很多学者和科技人员正在从事这方面的研究和开发。 一、三相感应电动机的矢量控制 1、 定、转子磁动势矢量 三相感应电动机是机电能量转换装置，这种的物理基础是电磁间的相互作用或者磁场能量的变化。因此，磁场是机电能量转换的媒介，是非常重要的物理量。为此，对各种电动机都要了解磁场在电动机空间内的分布情况。感应电动机内磁场是由定、转子三相绕组的磁动势产生的，首先要确定电动机内磁动势的分布情况。对定子三相绕组而言，当通以三相电流A i 、B i 、C i 时，分别产生沿着各自绕组轴线脉动的空间磁动势波，取其基波并记为A f 、B f 、C f ，显然它们都是空间矢量。对于分布和短矩绕组，定义正向电流产生的空间磁动势波基波的轴线为该相绕组的轴线，亦即A f 、B f 、C f 是以ABC 为轴线沿圆周正弦分布的空间矢量，各自的幅值是变化的，取决于相电流的瞬时值，即有
电机控制应用场景与发展趋势 电机控制是指，对电机的启动、加速、运转、减速及停止进行的控制，根据不同电机的类型及电机的使用场合有不同的要求及目的，对于电动机，通过电机控制，达到电机快速启动、快速响应、高效率、高转矩输出及高过载能力的目的。 行业发展到现在，要求把效率提得更高，这时候对马达的控制或驱动要求的精度就会高。据李志林介绍，原来我们很多家用产品，像空调、风扇或家里所有电器的风机，要么就是不用，要么就是全速运转，这种耗能驱动是粗放型的驱动。现在要求我们的控制要更精密，更节约能源，因为行业到了电机必须提升效率的转折点。 关于马达控制，目标就是提高效率。有了更优异的性能，在负载发生变化的时候，马达的响应提高了，能耗就能降下来。在便携式应用里，电池的使用寿命会更长，还会有更紧凑的外形设计和更少的能耗。 李志林表示，TI正尝试通过嵌入式智能技术控制功能来提高效率，有几种方法： 1、增加电机的控制算法。 2、采用数字速度及转矩控制环路，把原来粗放型控制的精度再提高。用智能模式还可以节约成本，加速产品上市的进程。 电机行业的趋势是无刷DC马达 谈及电机的技术趋势，李志林介绍到有刷DC马达是目前为止用的最好的电机，它的好处是控制起来非常简单，转子的转动惯量比较小。它将电刷固定在定子上，有两个探刷，让它接触转子上分成不同区域的转子上的线圈接线。这种架构有个不好的地方，它的电刷在每次换向的时候与转子换向器接触的时候会打滑，因为它有时候会绝缘，有时候会接触，会有火花。同时探刷与换向片会有摩擦，会有火花，所以有些应用是不能用的，它控制的精度比较有限。 而无刷的DC马达把永磁体在转子上，绕组在定子上，因此该电机没有电刷或转向器，这是目前应用最多，也是未来家电应用的趋势。 电机能源效率水平的提高对于能源节约、环境保护具有重要意义，各国纷纷制定了电机能效标准，并颁布法令强制执行。从长期发展趋势来看，低效、耗能的普通电机将逐步被环保、节能的高效电机所取代。 TI的电机发展方向 关于TI在电机方面未来的发展方向，李志林介绍会朝以下几个方向走： 1、嵌入式控制，比如无刷马达转的时候，我们会对转向，相位的侦测，有刷马达是通过探刷换相的，TRBC没有传感器，这时候侦测和控制功能都放在我们芯片内部。
作业4 1、 一台3相反应式步进电动机，步距角θs=3°/1.5°,已知它的最大静转矩 Tmax=0.685N ·m ，转动部分的转动惯量J=1.725×10-5kg ·m 2，试求该电动机的自由振荡频率和周期。 ()()s f T Hz J T Z f mac r 005.02011120110725.1685.04021210050====??== -ππ 2、 简述步进电动机加减速控制的原理和编程方法。 原理：步进电机驱动执行机构从一个位置向另一个位置移动时，要经历升速、恒速和减速过程。当步进电机的运行频率低于其本身起动频率时，可以用运行频率直接起动并以此频率运行，需要停止时，可从运行频率直接降到零速。当步进电机运行频率fb>fa （有载起动时的起动频率）时，若直接用fb 频率起动会造成步进电机失步甚至堵转。同样在fb 频率下突然停止时，由于惯性作用，步进电机会发生过冲，影响定位精度。如果非常缓慢的升降速，步进电机虽然不会产生失步和过冲现象，但影响了执行机构的工作效率。所以对步进电机加减速要保证在不失步和过冲前提下，用最快的速度（或最短的时间）移动到指定位置。 编程方法：对步进电机的正向走步控制，就是对通电状态计数器进行加一运算。而速度控制，则是通过不断改变定时器装载的初值来实现。整个应用软件由主程序和定时器中断服务程序构成。 3、 简述下图的原理和功能作用如图 控制信号高压控制 回路 低压控制 回路高压电源 低压电源 步进电动机M VT 1VT 1 电流检测
上图为高、低压切换型电源。步进电机的每一项控制绕组需要有两只功率元件串联，它们分别由高压和低压两种不同的电源供电。在通电起始阶段VT1、VT2同时导通，高压控制回路是高压供电，此时低压电源旁的二极管截止阻断低压电源，加速电流的上升速度，改善电流波形的前沿，提高转矩。高压供电停止VT1截止，低压电源旁的二极管导通低压电源供电，图右边的二极管构成续流回路。这种电源效率较高，启动和运行频率也比单一电压型电源要高，但需高、低压两种电源。
电机在生活中的应用 及发展趋势 姓名：张亚超 学号： 班级： 专业：机械设计与制造 日期：2012年12月27日
摘要 电机（Electric machine），是机械能与电能之间转换装置的统称。转换是双向的，大部分应用的是电磁感应原理。由机械能转换成电能的电机，通常称做“发电机”；把电能转换成机械能的电机，被称做“电动机”。其余的还有其他的新型电机出现，比如超声波电机（应用压电效应），就不用电磁感应原理。电机在生活中的应用非常广泛，在家庭中一般属于驱动型电机。驱动用电动机可划分：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。家用电动机主要是小功率电机，家庭中凡有转动件的，都是由电机来驱动的，如：空调室内机风扇电机、室外风扇电机、空气压缩机、室内机转页电机等。家用电器的性能与所匹配的小功率电机有着直接的关系，电机的效率、功率因数、调速范围及噪声与家电的节能环保；有着密切的关系。 关键词：电机生活应用错误！未找到引用源。
目录 引言 (5) 一、常见电机的分类 (5) (1)单相感应电机 (5) (2)单相变极感应电机 (5) (3)无刷电机 (6) (4)三相感应调频电机 (6) (5)开头磁阻电机 (6) (6)永磁同步水泵电机 (6) 二、常见家电用的电机 (7) （1）.家用空调器用电机 (7) （2）.空调机风扇用电机 (7) （3）.电冰箱用电机 (8) （4）.压缩机用电机 (8) （5）.蒸发器风机用电机 (9) （6）.化霜定时用电机 (9)
同步磁阻电机及其控制技术的发展和应用 摘要：本文简单介绍了同步磁阻电机(SynRM)的运行原理。追溯同步磁阻电机的发展历史，总结了同步磁阻电机的结构和运行特点。根据同步磁阻电机的特点结合目前国内外研究现状讨论了同步磁阻电机现有的几种高性能控制方法。最后根据同步磁阻电机当前的研究进展结合其取得的优越性能介绍了其在电动汽车和高速发电等领域的应用。 关键词:同步磁阻电机 1同步磁阻电机的原理 SynRM 运行原理与传统的交、直流电动机有着根本的区别，它不像传统电动机那样依靠定、转子绕组电流产生磁场相互作用形成转矩，而遵循磁通总是沿着磁阻最小路径闭合的原理，通过转子在不同位置引起的磁阻变化产生的磁拉力形成转矩。 SynRM 在dq 轴系下的电压、磁链、电磁转矩和机械运动方程为： 电压方程： (1)磁链方程： (2) 电磁转矩方程： (3) Ld、Lq为绕组d、q轴电感；Rs为定子绕组相电阻；ωr为转子电角速度；ψd、ψq为定子d、q 轴磁链，p n为电机极对数；β为电流综合矢量与d轴之间的夹角[1]。 2同步磁阻电机的发展历史 早在二十世纪二十年代Kostko J K等人提出了反应式同步电机理论[2]，M．Doherty 和Nickle 教授提出磁阻电机的概念，此后国外关于许多专家和学者对同步磁阻电机的的能、转子结构和控制方法进行较深入研究。早期的同步磁阻电机由一个无绕组凸级转子和一个与异步电机类似的定子组成。在转子轭q轴方向加上两道气隙, 以增加q 轴磁阻。利用d -q 轴的磁阻差来产生磁阻转矩。转子周边插上鼠笼条以产生异步起动转矩。然而, 由于该异步转
矩的作用, 又将引起转子震荡而难以保证电机正常运行。六十年代初, 出现了第二代同步磁阻电机它利用块状转子结构来增加d-q 轴磁阻差, 同时不用鼠笼条来起动转矩, 而直接靠逆变器变频来起动, 从而减轻了转子震荡现象[3]。然而, 为产生足够的磁阻转矩, 需要定子侧有较大的励磁电流, 致使该电机功率因素和效率都很低, 从而影响了该种电机的推广使用。为尽可能增大d-q 轴磁阻差, 同时减小励磁电流, 增大功率因素, 在七十年代初期产生了第三代同步磁阻电机, 采用轴向多层迭片结构, 以获得最大的d 轴电感和最小q 轴电感, 而得到最大磁阻转矩[4]。采用该转子结构后, d-q 轴电感之比可以达到20, 其输出功率可以达到同尺寸大小的异步电机输出功率。1991 年美国威斯康星大学T.A.Lipo教授对同步磁阻电机的转子结构进行进一步优化，发表文章提出SynRM 在交流调速驱动系统中替代异步电动机的可能性的问题[5,6]。1993 年英国的https://www.doczj.com/doc/f88602679.html,ler 教授指导的课题组对SynRM 不同转子结构的磁路进行了分析和研究，试图寻找更优化的转子结构提高电机的凸极率，并重点对轴向叠片转子结构SynRM 转子叠片层数、绝缘占有率进行了优化，得到优化后的样机在最大转矩电流比控制时功率因数为0.7 左右[7,8]。文献[9]对冲片叠压式SynRM 转子空气层做了较为深入的分析，通过有限元和仿真实验设计优化了转子结构，主要分析了转子空气层含有率、位置、个数，转子气隙以及电机饱和对电机电磁参数的影响，指出了空气层含有率、转子气隙、电机饱和对电机性能影响较大，同时优化后的样机其功率因数为0.72，对SynRM的电磁设计与分析具有很好的参考价值。文献[10]对冲片叠压式SynRM 三种转子结构的磁场分布进行了分析和比较，指出转子空气层之间的连接处将会给d 轴磁通提供较小磁阻磁路，去掉转子空气层之间的连接处将明显提高电机的功率因数。文献[11,12]提出了采用有限元和罚函数法，通过比较冲片叠压式SynRM 凸极率和交、直轴电感差值，自动ACAD 绘图、剖分和数据存储来快速优化转子结构提高电机力能指标的方法。 我国对SynRM 的研究起步较晚。1994 年，华中科技大学辜承林教授指导的课题组设计制作出国内第一台两极的ALA 转子样机，其样机的凸极率和功率因数分别达到了11和0.85 左右，但其结构加工较复杂[13-17]。文献[18]根据能量平衡的观点，以异步电机为参照，分析了SynRM交、直轴电感以及凸极率对电机性能的影响，并指出对于确定的凸极率理论上有最大的功率因数与之对应，反之对于确定的功率因数理论上有最小的凸极率与之对应。在SynRM 设计时凸极率应根据电机的过载能力和功率因数的要求而正确选择，单纯追求增大凸极率是不适当的。指出在电机应用中，功率因数小于0.85且容量较小时，SynRM 可与异步电机匹敌。文献[19]介绍了SynRM 的结构及仿真设计。电机转子采用栅格叠片结构，驱动控制器采用电流矢量控制方式，指出SynRM 与感应电动机相比，具有效率高、功率密度大等优点；与永磁同步电动机相比，在同等功率条件下大大降低了电机的成本，同时拓宽了电机的使用范围，提高了电机运行的可靠性。 2011年ABB公司在同步磁阻电机转子设计方面取得突破性进展，如今已经有了应用于工业应用中的商业化产品。 3同步磁阻电机的性能特点 3.1相比于传统电机的优点 与传统直流电动机相比，SynRM 没有电刷和滑环，维修简单方便。与异步机相比，SynRM 转子上没有绕组，则没有转子铜耗，基本上不存在转子发热问题，提高了电机的运行效率和安全性，另外由于转子上没有阻尼绕组电机响应不受转子时间常数的限制，动态响应速度快。与开关磁阻电机相比，SynRM可以做到转子表面光滑、磁阻变化较为连续，避免了开关磁阻电机运行时转矩脉动和噪声大的问题。由于磁阻正弦变化使得矢量控制能够被用于同步磁阻电机以便于取得很好的控制性能。与永磁同步电机相比，SynRM 转子上没有
《电机及应用》判断题库及答案 1. 电机和变压器惯用铁心材料为软磁材料。 （√） 2. 铁磁材料磁导率不大于非铁磁材料磁导率。 （× ） 3. 在磁路中与电路中电流作用相似物理量是磁通密度。 （√ ） 4. 若硅钢片接缝增大，则其磁阻增长。 （√ ） 5. 在电机和变压器铁心材料周边气隙中存在少量磁场。（√ ） 6. 恒压交流铁心磁路，则空气气隙增大时磁通不变。 （√ ） 7. 磁通磁路计算时如果存在各种磁动势，可应用叠加原理 （× ） 8. 铁心叠片越厚，其损耗越大。 （√ ） 9. 变压器负载运营时副边电压变化率随着负载电流增长而增长 。（√ ） 10. 电源电压和频率不变时，制成变压器主磁通基本为常数，因而负载和空载时感应电势1E 为常数 。（× ） 11. 变压器空载运营时，电源输入功率只是无功功率 。 （× ） 12. 变压器频率增长，激磁电抗增长，漏电抗不变。（× ） 13. 变压器负载运营时，原边和副边电流标幺值相等 （× ） 14. 变压器空载运营时原边加额定电压，由于绕组电阻r 1很小，因而电流很大。（× ） 15. 只要使变压器一、二次绕组匝数不同，就可达到变压目。（√ ） 16. 不论变压器饱和与否，其参数都是保持不变。 （× ） 17. 一台Y/0y -12和一台Y/0y -8三相变压器，变比相等，能通过改接后作并联运（√ ） 18. 一台 50HZ 变压器接到60HZ 电网上，外时电压大小不变，激磁电流将减小（× ） 19. 变压器负载呈容性，负载增长时，副边电压将减少。 （×） 20. 联接组号不同变压器不能并联运营，是由于电压变化率太大。 （× ） 21. 采用分布短距办法，可以削弱交流绕组中υ次谐波电势。 （√ ） 22. 三相对称交流绕组中无三及三倍多次谐波电势。（× ） 23. 交流绕组绕组系数均不大于1。 （√）
南昌工程学院《电机及其应用》考试试卷 （2014学年第一学期） 1、变压器的作用是将某一等级的交流( )变换成另一等级的交流( ) 2、变压器一次电势和二次电势之比等于( )和( ) 3、电力变压器中的变压器油主要起( )、( )和( )作用。 4、电力变压器的分接开关是用来改变变压器电压( )的装置，以便达到调节副边( ) 5、变压器的额定电压和额定电流均指变压器的( )电压和( ) 6、变压器空载时的损耗主要是由于( )的磁化所引起的( )和( ) 7、在测试变压器参数时，须做空载试验和短路试验。为了便于试验和安全，变压器的空载试验一般在( )加压；短路试验一般在( ) 8、变压器铁芯饱和程度愈高，其励磁电抗Xm就愈( ) 9、若将变压器低压侧参数折算到高压侧时，其电势(或电压)应( )、电流应( )、电阻(或电抗)应( ) 10、三相组式变压器各相磁路( )，三相芯式变压器各相磁路( )。 二、判断题 1、变压器铁芯是由硅钢片叠装而成的闭合磁路，它具有较高的导磁系数和较大的电阻系数， 2 3、变压器不论电压分接头在任何位置，所加一次电压不应超过其额定值的105%。 4、在变压器中，主磁通若按正弦规律变化，产生的感应电势也是正弦变化，且相位一致。 5、变压器铁芯面积愈大，其空载电流就愈小。 6、变压器的短路阻抗愈大，电压变化率 7 8、三相变压器组和三相芯式变压器均可采用Y，y 9、变比相等、额定电压相 10、自耦变压器的短路阻抗较同容量的普通变压器小。 1、一台Y，d11连接的三相变压器，额定容量SN＝630kV A，额定电压UN1／UN210／0.4kV，二次侧的额定电流是( ) A.21A B.36.4A C.525A D.909A 2、变压器的额定容量是指( ) A.一、二次侧容量之和 B. C.二 D.一、二次侧容量之和的平均值 3、变压器铁芯中的主磁通Φ按正弦规律变化，绕组中的感应电势( )。 A. B. C. D. 4、一台变压器，当铁芯中的饱和程度增加时，励磁电抗Xm( ) A.不变 B.变小 C. D. 5、一台原设计为50Hz的电力变压器，运行在60Hz的电网上，若额定电压值不变，则空载电流( ) A.减小 B. C.不变 D. 6、变压器在( ) A.额定负载下运行 B. C.轻载运行 D. 7、额定电压为10／0.4kV的配电变压器，连接组别一般采用( )
电机的分类和应用 众所周知，电机是传动以及控制系统中的重要组成部分，随着现代科学技术的发展，电机在实际应用中的重点已经开始从过去简单的传动向复杂的控制转移;尤其是对电机的速度、位置、转矩的精确控制。但电机根据不同的应用会有不同的设计和驱动方式，咋看下好像选型非常复杂，因此为了人们根据旋转电机的用途，进行了基本的分类。下面我们将逐步介绍电机中最有代表性、最常用、最基本的电机——控制电机和功率电机以及信号电机。 控制电机 控制电机主要是应用在精确的转速、位置控制上，在控制系统中作为“执行机构”。可分成伺服电机、步进电机、力矩电机、开关磁阻电机、直流无刷电机等几类。 1. 伺服电机 伺服电机广泛应用于各种控制系统中，能将输入的电压信号转换为电机轴上的机械输出量，拖动被控制元件，从而达到控制目的。一般地，伺服电机要求电机的转速要受所加电压信号的控制;转速能够随着所加电压信号的变化而连续变化;转矩能通过控制器输出的电流 进行控制;电机的反映要快、体积要小、控制功率要小。伺服电机主要应用在各种运动控制系统中，尤其是随动系统。
伺服电机有直流和交流之分，最早的伺服电机是一般的直流电机，在控制精度不高的情况下，才采用一般的直流电机做伺服电机。当前随着永磁同步电机技术的飞速发展，绝大部分的伺服电机是指交流永磁同步伺服电机或者直流无刷电机。 2. 步进电机 所谓步进电机就是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构;更通俗一点讲：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。我们可以通过控制脉冲的个数来控制电机的角位移量，从而达到精确定位的目的;同时还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。目前，比较常用的步进电机包括反应式步进电机(VR)、永磁式步进电机(PM)、混合式步进电机(HB)和单相式步进电机等。
《电机及应用》判断题库及答案 1.电机和变压器常用的铁心材料为软磁材料。（√） 2.铁磁材料的磁导率小于非铁磁材料的磁导率。（× ） 3.在磁路中与电路中的电流作用相同的物理量是磁通密度。（√ ） 4.若硅钢片的接缝增大，则其磁阻增加。（√ ） 5.在电机和变压器铁心材料周围的气隙中存在少量磁场。（√ ） 6.恒压交流铁心磁路，则空气气隙增大时磁通不变。（√ ） 7.磁通磁路计算时如果存在多个磁动势，可应用叠加原理（× ） 8.铁心叠片越厚，其损耗越大。（√ ） 9.变压器负载运行时副边电压变化率随着负载电流增加而增加。（√ ） 10.电源电压和频率不变时，制成的变压器的主磁通基本为常数，因此负载和空载时感应电 势 E1为常数。（×） 11.变压器空载运行时，电源输入的功率只是无功功率。（× ） 12.变压器频率增加，激磁电抗增加，漏电抗不变。（× ） 13.变压器负载运行时，原边和副边电流标幺值相等（× ） 14.变压器空载运行时原边加额定电压，由于绕组电阻r 1很小，因此电流很大。（× ） 15.只要使变压器的一、二次绕组匝数不同，就可达到变压的目的。（√ ） 16.不管变压器饱和与否，其参数都是保持不变的。（× ） 17.一台 Y/ y0 -12 和一台 Y/ y0 -8 的三相变压器，变比相等，能经过改接后作并联运（√ ） 18.一台 50HZ 的变压器接到 60HZ的电网上，外时电压的大小不变，激磁电流将减小（× ） 19.变压器负载呈容性，负载增加时，副边电压将降低。（×） 20.联接组号不同的变压器不能并联运行，是因为电压变化率太大。（× ） 21.采用分布短距的方法，可以削弱交流绕组中的υ 次谐波电势。（√ ） 22.三相对称交流绕组中无三及三的倍数次谐波电势。（× ） 23.交流绕组的绕组系数均小于1。（√） 24.五次谐波旋转磁势的转向与基波旋转磁势转向相同。（×） 25.单相绕组的脉振磁势不可分解。（× ） 26.交流旋转电机与变压器一样通以交流电，所以他们的感应电势计算公式相同（× ） 27.要想得到最理想的电势，交流绕组应采用整距绕组。（×） 28.极相组 A 的电动势与极相组X 的电动势方向相反，电流方向也相反。（√ ） 29.交流旋转电机励磁绕组中的电流为交流量。（×） 30.交流绕组采用短距与分布后，基波电势与谐波电势都减小了。（√ ） 31.交流绕组连接时，应使它所形成的定、转子磁场极数相等。（√ ） 32.电角度为 p 倍的机械角度。（√ ） 33.交流绕组常用整距绕组。（× ） 34.三相异步电动机转子为任意转数时，定、转子合成基波磁势转速不变。（√ ） 35.三相绕线式异步电动机在转子回路中串电阻可增大起动转矩，所串电阻越大，起动转矩就越大。（×） 36.当三相异步电动机转子绕组短接并堵转时，轴上的输出功率为零，则定子边输入功率亦为零。（× ） 37.三相异步电动机的功率因数cos 1总是滞后的。（√）
《电机及其应用》自测题 1、变压器的作用是将某一等级的交流( )变换成另一等级的交流( )。 2、变压器一次电势和二次电势之比等于( )和( ) 3、电力变压器中的变压器油主要起( )、( )和( )作用。 4、电力变压器的分接开关是用来改变变压器电压( )的装置，以便达到调节副边( ) 5、变压器的额定电压和额定电流均指变压器的( )电压和( ) 6、变压器空载时的损耗主要是由于( )的磁化所引起的( )和( ) 7、在测试变压器参数时，须做空载试验和短路试验。为了便于试验和安全，变压器的空载试验一般在( )加压；短路试验一般在( ) 8、变压器铁芯饱和程度愈高，其励磁电抗Xm就愈( ) 9、若将变压器低压侧参数折算到高压侧时，其电势(或电压)应( )、电流应 ( )、电阻(或电抗)应( ) 10、三相组式变压器各相磁路( )，三相芯式变压器各相磁路( )。 11、三相变压器组不能采用( )连接方法，而三相芯式变压器可以采用。 12、变压器并联运行的条件是( )、( )、( ) 13、当三相变压器接成星形(Y)时，其线电压是相电压的( )倍，线电流与相电流( )。 14、当三相变压器接成三角形(D)时，其线电压与相电压( )，线电流是相电流的( ) 15、变压器在运行时，当( )和( ) 16、有两台变压器，额定电压分别为10kV／0.04kV和10.5kV／0.4kV，两台变压器的变比差值△K为( )，若其它条件满足并联运行，根据计算结果，这两台变压器( ) 17、三绕组变压器的额定容量是指( ) 18、自耦变压器与同容量的两绕组变压器比较，它的空载电流( )
19、自耦变压器适用于一、二次侧( )相差不大的场合，一般在设计时，变比Ka( ) 20、电焊变压器实际上是一台( )的降压变压器，它的外特性( )，短路电流( ) 21、整流变压器的容量一般取一、二次绕组容量的( )，又称为( ) 22、单相绕组的感应电势与( )、( )和( ) 23、线圈的短距系数表示了短距线圈比整距线圈产生的电势( )的程度。 24、线圈的分布系数表示线圈分布放置后，其合成电势比线圈集中放置时电势( )的程度。 25、主极磁场非正弦分布引起的( )，对相电势的大小影响( )，主要影响了电势的( ) 26、采用( )可以消除线电势中的3 27、当线圈的节距是( )时，可以消除5 28、采用分布绕组可以( ) 29、一台2p＝8极电机的圆周的二分之一的电角度是( ) 30、单相异步电动机的主、副绕组在空间位置上应相差( )电角度；三相异步电动机的三个对称绕组的首端在空间位置上应相差( ) 31、单相绕组产生的是( ) 32、三相绕组合成磁势的基波分量是一( ) 33、合成磁势的幅值是单相脉振磁势幅值的( ) 34、合成磁势的转速与绕组中通入的电流频率成( )，与极对数成( )。 35、合成磁势的转向与三相绕组中( ) 36、从广义上讲，异步电动机的转速与电网的频率之间( ) 37、三相异步电动机按其转子结构型式分为( )和( ) 38、三相异步电动机主要由( )和( ) 39、三相鼠笼式异步电动机直接起动时，起动电流可达到额定电流的( ) 40、三相鼠笼式异步电动机铭牌上标明：“额定电压380伏，接法△”。当这台电动机采用星——三角换接起动时，定子绕组在起动时接成( )，运行时接成( )。 41、三相鼠笼式异步电动机降压起动采用的设备有( )、( )和( )
作业2 1、简述永磁同步伺服电动机和无刷直流电动机的区别？ 无刷直流电动机通常情况下转子磁极采用瓦形磁钢，经过磁路设计，可以获得梯形波的气隙磁密，定子绕组多采用集中整距绕组，因此感应反电动势也是梯形波的。无刷直流电动机的控制需要位置信息反馈，必须有位置传感器或是采用无位置传感器估计技术，构成自控式的调速系统。控制时各相电流也尽量控制成方波，逆变器输出电压按照有刷直流电动机PWM的方法进行控制即可。本质上，无刷直流电动机也是一种永磁同步伺服电动机，调速实际也属于变压变频调速范畴。通常说的永磁同步伺服电动机具有定子三相分布绕组和永磁转子，在磁路结构和绕组分布上保证感应电动势波形为正弦，外加的定子电压和电流也应为正弦波，一般靠交流变压变频器提供。永磁同步电动机控制系统常采用自控式，也需要位置反馈信息，可以采用矢量控制（磁场定向控制）或直接转矩控制的先进控制策略。 2、画图说明永磁同步伺服电动机与电励磁同步电动机功角特性的不同，为什么？ 如图1所示，曲线1为由永磁气隙磁场与定子电枢反应磁场相互作用产生的基本电磁转矩，也即永磁转矩；曲线2为由于电动机d轴、q轴不对称而产生的磁阻转矩；曲线3为曲线1和曲线2的合成。由于永磁同步伺服电动机直轴同步电抗Xd一般小于交轴同步电抗Xq，磁阻转矩为一负正弦函数，因而功角特性曲线上转矩最大值所对应的功率角大于90°，而不像电励磁同步电动机那样小于90°，这是永磁同步伺服电动机一个值得注意的特点。 3、说明三相永磁同步伺服电动机闭环控制的原理，说明与常规的速度控制的差异。 根据三相永磁同步伺服电动机的矢量控制方程式，我们根据传递函数，分别构造出位置闭环、速度闭环和电流闭环的PID控制策略，但是，作为一个全面和完整的三相永磁同步伺服电动机的矢量控制还应当包括下列测量和控制单元，以及相关的SVPWM空间矢量控制方法，
电动机及其应用 第1章电动机的种类页码 1.1 电动机的种类 1 1.2 感应电动机的定位 2 1.3 感应电动机的种类 3 第2章电动机铭牌的含义 5 2.1 频率 6 2.2 交流电流和电压 6 2.3 功率因数和电压、电流的关系8 2.4 三相交流8 2.5 关于输出功率、输入功率、功率因数、效率12 2.6 转速和极数、转差率14 2.7 额定值、温度上升、绝缘的类别15 2.8 转矩16 2.9 二次电压和二次电流18 2.10 起动阶段19 2.11 轴承20 2.12 电刷20
2.13 复习问题21 第3章感应电动机为什么会转动22 3.1 导线切割磁场会感应电压22 3.2 磁场内的导体中有电流通过时导体会受力22 3.3 转动磁铁时铜板跟着转动23 3.4鼠笼型转子的旋转24 3.5 3相交流的旋转磁场25 3.6 2相交流的旋转磁场27 3.7 单相电动机的旋转28 第4章感应电动机的结构29 4.1 感应电机的结构29 4.2 定子铁心29 4.3 定子绕组31 4.4 定子框架和托架(bracket) 34 4.5 转子铁心35 4.6鼠笼型转子的绕组36 4.7 绕组型转子的绕组37 4.8 保护和冷却的方法37
第5章感应电动机的启动方法页码 5.1鼠笼型电动机的起动思路39 5.2 全电压起动39 5.3 星形-三角形启动39 5.4 电抗器启动40 5.5 补偿器启动和Kondorfer启动 5.6 一次电阻启动及Kuza启动（三相中只有一相装入电阻或电抗的启动方式）42 5.7 绕组型感应电动机的启动42 5.8 单相感应电动机的启动方法43 第6章单相感应电动机的设计 6.1 转子直径和转子铁心长度48 6.2 每极磁通量的确定49 6.3 定子绕组尺寸49 6.4 定子卷绕次数50 6.5 绕组系数50 6.6 定子槽52 6.7 定子铁心的确定52 6.8 气隙52 6.9气隙的平均磁密53 6.10 转子绕组和槽数54 6.11 转子铁心的确定55
《电机及应用》 1、变压器的主要部件是和。 2、变压器一次电势和二次电势之比等于和之比。 3、在测试变压器参数时，须做空载试验和短路试验。为了便于试验和安全，变压器的空载试验一般在加压；短路试验一般在。 4、电机是一种将与相互转换的电磁装置。 5、变压器的高压绕组匝数较，通过的电流较，所用的导线较，而低压绕组则正好相反。 6、变压器的作用是将某一等级的交流变换成另一等级的交流。 7、电动机按其外壳防护方式的不同可分为、 和三大类。 1、铭牌上标明为60Hz、220V/36V的变压器，现接在50Hz、220V的电源上，则输出的交流电压频率为（）。 A、50 Hz； B、60 Hz； C、110 Hz； D、10 Hz。 2、当一台电动机轴上的负载增加时，其定子电流（）。 A、不变； B、增加； C、减小； D、变化。 3、异步电动机在启动过程中，使电动机转子转动并能达到额定转速的条件是（）。 A、电磁力矩大于阻力矩； B、阻力矩大于电磁力矩； C、电磁力矩等于阻力矩； D、不确定。 4、电动机定子旋转磁场的转速和转子转速的差数，叫做（）。 A、转差； B、转差率； C、滑差； D、滑差率。 5、大容量的异步电动机（）。 A、可以无条件的直接启动； B、在电动机的额定容量不超过电源变压器额定容量的20% ～ 30%的条件下，可以直接启动； C、据运行现场的具体情况，确定可以直接启动；
D、不与其他电动机同时启动即可。 6、发现电动机冒烟时，应（）。 A、立即停止电动机运行； B、汇报值长、班长后停止运行； C、使用灭火器迅速灭火； D、立即切换设备。 7、下列不属于降压启动方式的有（） A、Y-△降压启动； B、串电阻降压启动； C、自偶变压器降压启动； D、直接降压起动。 8、电机绕组线圈两个边所跨的槽数称为（）。 A、极距； B、节距； C、槽距； D、间距。 1、电机的发热主要是由电流引起的电阻发热和磁滞损失引起的。（） 2、转动设备电动机及电缆冒烟冒火，有短路象征，应紧急停止运行。( ) 3、Y2系列电动机较Y系列效率低，启动转矩小，采用F级绝缘。（） 4、一个线圈的两个有效边所跨定子圆周的距离称为节距。( ) 5、三相异步电动机能够在同步转速状态下运行。（） 6、电阻降压启动具有启动平稳、工作可靠、启动时功率因数高等优点。( ) 7、拖动转矩大于负载转矩时系统处于减速状态。（） 1、对异步电动机的启动所提出的主要要求有哪些？ 2、变压器与异步电动机的主要区别有哪些？
《电机及应用》多选试题库及答案 1. 如将额定电压为220/110V的变压器的低压边误接到220V电压，则激磁电流将，变压器将。 A：不变；B:增大一倍；C:增加很多倍; D:正常工作; E:发热但无损坏危险；F:严重发热有烧坏危险 答：C，F 2、异步电动机采用△/YY变极调速，从△联结变成YY联结后，（）。 A、转速降低一半，转矩近似减小一半。 B、转速降低一半，功率略有增加。 C、转速提高一倍，功率略有增加。 D、转速提高一倍，转矩近似减小一半。 答：C、D 3、建立三相旋转磁场的条件是（）。 A、有三相对称电流 B、有三相对称绕组与电流 C、有三相对称负载 答：A、B 4、异步电动机电磁制动的形式有（）。 A、机械制动 B、反接制动 C、能耗制动 D、发电制动 答：B C D 5．油浸式变压器中的油能使变压器( )。 A．润滑B冷却C．绝缘D．不清楚 答：B C 6．变压器短路试验的目的是测定( )。 A．短路阻抗B．励磁阻抗C．铜耗D．功率因数答：A C 7．变压器空载试验的目的是测定( )。 A．变压器的效率B．铁耗C．空载电流D、励磁阻抗答：B C D 8．对变压器进行短路试验时，可以测定( )。 A．由短路电压与二次侧短路电流之比确定的短路阻抗B．短路电压 C．额定负载时的铜耗D．变比 答：A B C 9．自耦变压器的功率传递主要是( )。 A．电磁感应B．电路直接传导C．不清楚 答：A B 10、直流电动机采用降低电源电压的方法起动，其目的是：
A 、为了使起动过程平稳； B 、为了减小起动电流； C 、为了减小起动转矩。 答：A B C 11、交流接触器的（ ）发热是主要的。 A 、线圈 B 、铁心 C 、触头 答：A B 12.、下列电器中可以实现短路保护的是（ ）。 A 、熔断器 B 、热继电器 C 、空气开关 D 、过电流继电器 答：A C D 13、电气符号包括（ ）项内容。 A 、图形符号 B 、项目代号 C 、回路标号 D 、不清楚 答：A B C 14.、变压器的铁心采用0.35—0.5mm 厚的硅钢片叠压制造,其主要的目的是为了降低( ) 。 A 、铜耗； B 、磁滞损耗； C 、涡流损耗； D 、不清楚 答：B C 15、大型异步电动机不允许直接起动，其原因是 A 、机械强度不够 B 、电机温升过高 C 、起动过程太快 D 、对电网冲击太大 答：B D 16 变压器的其它条件不变，外加电压增加１０℅，则原边漏抗1X 、副边漏抗2X （ ），励磁电抗m X 将（ ）。 Ａ：不变， Ｂ：增加１０% ， Ｃ：减少１０% 。 （分析时假设磁路不饱和） 答：A B 17. 如将额定电压为220/110V 的变压器的低压边误接到220V 电压，则激磁电流将（ ），变压器将（ ） 。 A ：不变；B:增大一倍；C:增加很多倍;D:正常工作;E:发热但无损坏危险；F:严重发热有烧坏危险 答：C ，F 18、变压器吸湿器的作用是（ ）。 A. 吸收空气中的水分 B. 吸收变压器油中的水分 C. 确保储油柜内上部空气的干燥 D. 吸收变压器油中的杂质 答：BC
?电机与电气控制技术应用》 课程标准 《电机与电气控制技术应用》课程标准 一、课程简介 课程名称：《电机与电气控制技术应用》； 学时：96 授课对象：机电技术应用专业一年级学生；课程性质：《电机与电气控制技术应用》是中等职业学校机电技术应用专业的一门核心专业课程，特点是理论与实践联系非常紧密，它是中职学生在实践中检验并加深理解所学理论知识，进而牢固掌握专业知识、提高实践动手能力的重要手段和途径。它不仅为《可编程序
控制器技术及应用》等后续课程、集中实训和顶岗实习打下基础，而且为相关专业学生考取初、中级维修电工职业资格证书做准备。本课程的教学目的是让学生熟悉三相异步电动机及其电气控制系统的基本控制电路，具有电气控制系统的安装、调试和故障排除的基本能力。本课程的突出特征是理论教学与实际训练并重，要求理论必须与操作密切结合，强调技术应用。内容大致分为三相异步电动机正转、正反转、降压启动和制动等部分。教学应在电气控制实训室中进行，通过对典型工作任务完整工作过程的完成，培养学生的理论能力、实践能力、方法能力与社会能力，并养成良好自觉的职业习惯与素养。 前期课程：计算机应用基础、机械基础、电工技术；同步课程：电子技术、机械制图；后续课程：可编程序控制器技术及应用。 二、课程设计思路 （一）课程基本理念： 1. 突出学生为主体，注重学生的能力培养本课程在教学过程中，注重学生从事本专业工作所需的基本理论、基本方法和基本技能的学习，教学中注意激发学生的学习兴趣，在启发、提示下引导学生自主学习，提高学生的思维能力和实践技能，增强他们理论联系实际的能力，培养学生的自学能力，使他们在走上工作岗位后实现可持续发展。培养学生作为准职业人的良好职业习惯与素养。 2. 改变传统教学方式，培养学生实践动手能力本课程在教学过程中要打破传统的知识体系架构，重新建立以工作任务为引领的、任务驱动为导向的能力体系架构。通过对典型工作任务完整工作过程的完成，培养学生自主资讯、归纳总结、实践操作的能力，使学生学会如何在一个团队的工作中通过沟通与交流，形成工作方案并具体实施，以团队合作的方式完成项目工作的能力与经验。 3. 尊重个体差异，看到学生进步，注重过程评价本课程在教学过程中，倡导学生自主分析、积极思考，鼓励多元思维方式并将其表达出来，尊重个体差异。在教学评价过程中，多看到学生个体的进步，而不要对学生的要求搞“一刀 切” ，只要学生有进步，哪怕还较其他同学差些，但相对自己有了进步，教师就应及时鼓励，给予表扬，并在过程评价中予以体现，注重培养和激发学生的学
《电机及其应用》答案 1、电压电压 2、一次侧匝数二次侧匝数 3、绝缘冷却灭弧 4、变比电压 5、线线 6、铁芯磁滞涡流 7、低压侧高压侧 8、小 9、乘以变比除以变比乘以变比的平方 10、彼此无关彼此相关 1、√ 2、√ 3、√ 4、× 5、√ 6、√ 7、× 8、× 9、×10、√ 1、D 2、C 3、C 4、B 5、A 6、C 7、C 8、D 9、A 10、B 11、B 12、D 13、A 14、B 15、C 16、D 17、B 18、D 19、B 20、C 1、答：不能。因为只有变化的磁通才能在线圈中感应出电势，如果在变压器原边绕组加直流电压，那么在绕组中产生大小一定的直流电源，建立直流磁势，在变压器铁芯中产生恒定不变的磁通，这时，在副边绕组中不会产生感应电势，输出电压为零，输出功率也为零。 2、答：从磁路欧姆定律可知，若磁路中磁通大小一定时，则磁动势与磁阻成正比。在变压器中，电压是额定的，铁芯中的主磁通的大小是一定的，磁阻小，所需的磁动势就小，即变压器的励磁电流就小。而闭合铁芯构成的磁路比磁路中有间隙的磁阻小得多，因此用闭合铁芯做磁路励磁电流小，功率因数高，变压器的 3、答：变压器的励磁阻抗与磁路的饱和程度有关系。因为其中的励磁电抗Xm 是一个与主磁通中Φm相应的电抗，其数值随Φm的大小不同(即铁芯中的饱和程度不同)而改变，磁路饱和程度增加，则磁导率μ下降，磁阻Rm增大，Xm则减小。 4、答：副边参数包括电势、电压、电流及阻抗都要改变。折算前后改变的各量之间的换算关系都与变比K有关，电势、电压乘以变比K，电流除以变比K，阻抗乘以变比K 5、答：额定电压变化率是指β＝1时的电压变化率，不是一个固定的数值，它与负载的性质有关。 1、IN1＝10.4A IN2＝910A 2、IN1＝84A IN2840.7A
控制电机的原理 旋转变压器 旋转变压器一般有两极绕组和四极绕组结构形式。两极绕组旋转编码器的定子和转子各有一对磁极，四极绕组则各有两对磁极，主要用于高精度的检测系统。初次之外，还有多极式旋转变压器，用于高精度绝对式检测系统。 旋转变压器是一种电磁式传感器，又称同步分解器。它是一种测量角度用的小型交流电动机，用来测量旋转物体的转轴角位移和角速度，由定子和转子组成。其中定子绕组作为变压器的原边，接受励磁电压，励磁频率通常用400、3000、及5000HZ等。转子绕组作为变压器的副边，通过电磁耦合得到感应电压。旋转变压器的工作原理和普通变压器基本相似，区别在于普通变压器的原边、副边绕组是相对固定的，所以输出电压和输入电压之比是常数，而旋转变压器的原边、副边绕组则随转子的角位移发生相对位置的改变，因而其输出电压的大小随转子角位移而发生变化，输出绕组的电影幅值与转子转角成线性关系。 旋转变压器是一种精密角度、位置、速度检测装置，适用于所有实用旋转编码器的场合，特别是高温、严寒、潮湿、高速、高震动等信号编码器无法正常工作的场合。 自整角机 自整角机主要包括力矩式自整角机、控制式自整角机、数字式自整角机。自整角机是利用自整步特性将角变为交流电机或由转变为转角的感应式微型电机，在伺服系统中被用作测量角度的位移传感器。自整角机还可用以实现角度信号的远距离传输、变换、接收和指示。两台或多台电机通过电路的联系，使机械上互不相连的两根或多根转轴自动地保持相同的转角变化，或同步旋转。电机的这种性能称为自整步特性。在伺服系统中，产生信号一方所用的自整角机称为发送机，接收信号一方所用的自整角机称为接收机。自整角机广泛应用于冶金、航海等位置和方位同步指示系统和火炮、雷达等伺服系统中。 测速发电机 测速发电机主要包括直流测速发电机、交流测速发电机、特种测速发电机。测速发电机的工作原理是将转速变为电压信号，它运行可靠，但体积大，精度低，且由于测量值是模拟量，必须经过A/D转换后读入计算机。脉冲发生器的工作原理是按发电机的转速高低，每转发出相应数目的脉冲信号。按要求选择或设计脉冲发生器，能够实现高性能检测。 伺服电动机 伺服电动机分交、直流两类。交流伺服电动机的工作原理与交流感应电动机相同。在定子上有两个相空间位移90度电角度的励磁绕组和控制绕组接一恒定交流电压，通过交流电压或相位的变化，从而达到控制电动机运行的目的。 伺服电动机的特点及应用范围 交流伺服电动机具有运行稳定、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等特点，应用于各种包装机、焊接机、贴片机。 微特同步电机 微特同步电机包括永磁同步电动机、磁阻同步电动机、磁滞同步电动机、低速同步电动机。 微特同步电机的特点：转速不随负载和电压而变化，只与频率有关；运行稳定性好，具有较强的过载能力；运行效率高，在低速时，同步电动机这一点尤为突出；能以超前功率因数运行，有利于改善电网功率因数。缺点啥不恒连续启动。 微特同步电机的应用范围：微特同步电机的额定功率从零点几瓦到数百瓦，由于同步电动机的转速在一定的输出功率范围内伤不随负载变化的这种恒速特性使得微型同步电机在诸如电报传真机、磁带录音机和各种精美的几时或是记录装置中得到了广发的应用。 无刷直流电动机