电机基本知识要点
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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。
电机学的知识点电机学是研究电动机原理、结构、性能及其控制的学科,是电工学、电子学等学科中重要的一门基础学科。
在生产生活中,电动机被广泛应用于机械、化工、石油、交通、房地产、家居等领域,电机技术得到了广泛的应用和推广。
下面就来简单了解一下电机学的知识点。
一、电动机原理电动机是将电能转换为机械能的电气设备。
电动机实现电能转化的基本原理是根据是安培定则和法拉第电磁感应定律。
通俗地说,电流在磁场中会受到作用力,导致电动机的匀速或变速运动。
电动机主要由定子、转子、轴承、支轴、散热器、连接线、端盖、控制器等组成,其中定子内部铺设绕组,绕组决定了电机的转矩和速度。
二、电动机的分类根据不同的工作原理、结构和用途,电动机有很多类别,常见的电动机有直流电机、交流电机、异步电机、同步电机、直线电机、永磁电机、步进电机、伺服电机等。
其中,直流电机的优点是结构简单、转矩平稳、响应速度快,适用范围广。
交流电机的种类繁多,涵盖了异步、同步、感应、电容、永磁等不同类型电机,使用广泛,能够满足不同领域不同需求。
三、电动机的参数电机学几乎覆盖了所有电动机的工作原理和技术细节。
电动机参数以电机功率、电流、电压、效率和转速等参数为主要参数。
功率是电机的输出能力,取决于负载扭矩、输出转速和效率。
电流、电压、效率和转速影响电动机的应用范围和使用效果。
同时,转动惯量、轴承阻力、轴承轴向力和机械特性等参数也是电动机的重要指标。
四、电动机控制电动机通过更改定子绕组与转子磁通的相对状态,从而改变转矩和转速,实现电动机的控制。
电动机控制一般使用电器制动控制、电流控制、速度控制等技术。
现代智能电机控制技术随着各种自动化控制技术的发展,如PLC控制、PID控制、Fuzzy控制等,已经成为电动机控制的主要方式,为电动机的应用高效可控、安全可靠提供了有力保证。
五、发展趋势到目前为止,电机学发展一直在继续,电动机制造商和用户都需要摆脱传统的电机设计,研究新技术,创新新产品。
电机基础知识培训教学内容一、引言电机是现代工业生产和日常生活中不可或缺的重要设备,广泛应用于各个领域。
为了提高电机操作人员的技术水平,保障电机设备的正常运行,特制定本培训教学内容,对电机基础知识进行全面、系统的培训。
二、电机的基本原理1. 电磁感应定律:电机的工作原理基于电磁感应定律,即当导体在磁场中运动时,会在导体两端产生电动势。
通过这一原理,电机实现了电能与机械能的相互转换。
2. 磁路理论:磁路是电机中传递磁通的路径。
磁路理论包括磁通连续性原理、磁路欧姆定律、磁路基尔霍夫定律等,为电机设计和分析提供了基础。
三、电机的分类与结构1. 分类:根据工作原理和用途,电机可分为直流电机、交流电机和变压器。
其中,直流电机和交流电机又可分为同步电机和异步电机。
2. 结构:电机主要由定子和转子两部分组成。
定子是电机的固定部分,包括定子铁心、绕组等;转子是电机的旋转部分,包括转子铁心、绕组等。
此外,电机还包括端盖、轴承、风扇等附件。
四、电机的主要性能参数1. 额定功率:电机在额定运行条件下的输出功率。
2. 额定电压:电机在额定运行条件下的输入电压。
3. 额定电流:电机在额定运行条件下的输入电流。
4. 额定转速:电机在额定运行条件下的旋转速度。
5. 效率:电机输出功率与输入功率的比值,反映了电机能量转换的效率。
6. 功率因数:电机运行时,有功功率与视在功率的比值,反映了电机对电网的影响。
五、电机的工作原理与运行特性1. 直流电机:直流电机的工作原理是基于电磁感应和电磁力作用。
直流电机具有良好的启动、调速性能,广泛应用于调速要求较高的场合。
2. 交流电机:交流电机的工作原理是基于旋转磁场与转子绕组之间的电磁感应。
交流电机结构简单、运行可靠,广泛应用于工业生产中。
3. 同步电机:同步电机具有转速与电源频率严格同步的特点,广泛应用于发电、调频等领域。
4. 异步电机:异步电机具有结构简单、运行可靠、成本低廉等优点,广泛应用于工业生产和日常生活中。
电机必备知识点总结大全一、电机的工作原理1. 电机的基本原理电机的基本原理是利用电磁力产生机械运动。
当通入电流时,导体在磁场中受到安培力的作用,产生受力运动。
2. 电机的工作过程电机的工作过程可以分为电磁感应和电磁力的作用两个阶段。
在电磁感应阶段,电流通过导体产生磁场,导体在磁场中受到电磁感应力。
在电磁力的作用阶段,导体受到的电磁感应力产生机械运动,从而实现电能到机械能的转化。
3. 电机的转矩和速度电机的转矩和速度是描述电机工作特性的重要参数。
转矩是电机输出的力矩,速度是电机的转动速度。
电机的转矩和速度对于电机的工作性能和运行效果具有重要影响。
二、电机的分类1. 按照工作原理分类电机可以根据工作原理分为直流电机和交流电机。
直流电机是利用直流电源供电的电机,其工作原理是利用直流电流在磁场中产生安培力。
交流电机是利用交流电源供电的电机,其工作原理是利用交变电流在磁场中产生安培力。
2. 按照结构分类电机可以根据结构形式分为异步电机和同步电机。
异步电机是指转子和定子的转速之间存在差异的电机,常见的有感应电机和异步电动机。
同步电机是指转子和定子的转速同步的电机,常见的有同步电机和步进电机。
3. 按照用途分类电机可以根据用途分为通用电机和专用电机。
通用电机是指适用于各种场合的电机,常见的有三相感应电机和直流电机。
专用电机是指特定场合使用的电机,如风机电机、卷扬电机等。
4. 按照工作特性分类电机可以根据工作特性分为恒速电机和调速电机。
恒速电机是在额定负载下保持稳定转速的电机,常见的有同步电机和异步电机。
调速电机是可以根据负载要求调整转速的电机,常见的有直流电机、无刷电机等。
三、电机的选型1. 选型原则在选型电机时,需要考虑电机的工作要求、环境条件、安装空间等因素。
选型原则包括性能匹配、可靠性、效率、功率因数、安全性等方面。
2. 选型步骤选型电机的步骤包括确定工作要求、了解电机性能参数、选择适合的电机类型和规格、进行性能对比、最终确定合适的电机型号。
电机基本知识培训一、电机概述电机是将电能转化为机械能的装置,是各种机械设备中的动力源。
电机通常由定子和转子两部分组成,通过电流在定子和转子之间产生磁场,从而产生转矩,驱动机械装置工作。
电机广泛应用于各种领域,如工业、交通、农业、家用电器等,是现代社会不可或缺的重要设备。
二、电机分类根据不同的工作原理和结构形式,电机可以分为直流电机和交流电机两大类。
1.直流电机:直流电机是利用直流电源供电的电机,其性能稳定、转速可控,通常用于需要稳定转速的场合,如车辆传动系统、电动工具等。
2.交流电机:交流电机是利用交流电源供电的电机,根据转子结构可以分为同步电机和异步电机两种。
其中,同步电机转速与电源频率同步,适用于需要精确控制转速的场合,如空调压缩机、电梯驱动等;异步电机则适用于需要大转矩启动和变频调速的场合,如风机、水泵、制造业生产线等。
三、电机基本原理1.磁场与电流:电机中的磁场是通过电流在定子线圈产生的,当电流通过线圈时,会在线圈周围产生磁场,而这个磁场会与转子的磁场相互作用,产生转矩使得转子旋转。
2.电磁感应:电机工作时,由于转子在磁场中旋转,会产生感应电动势,导致由定子产生的电流与磁场相互作用,从而产生转矩。
3.电动机转矩:电机的转矩是由电流在磁场中的相互作用产生的,在定子和转子中产生磁场,从而产生转矩,推动机械装置工作。
四、电机运行特性1.转速与转矩:电机的转速和转矩是其重要的运行特性,不同类型的电机具有不同的转速和转矩特性,需根据实际工作需求选择合适的电机。
2.效率与功率:电机的效率是指电能转化为机械能的比率,功率则是电机产生的机械功率,合理选择电机能够提高设备的整体效率和性能。
3.启动与调速:电机的启动和调速是其重要的运行特性,不同类型的电机具有不同的启动和调速方式,需要根据实际工作需求选择合适的电机。
五、电机维护与保养1.定期检查:对电机进行定期的检查和维护,包括查看电机外观是否有损坏、电机运行是否正常、轴承是否润滑等。
电机学主要知识点复习提纲一、直流电机A. 主要概念1. 换向器、电刷、电枢接触压降2 U b2. 极数和极对数3. 主磁极、励磁绕组4. 电枢、电枢铁心、电枢绕组5. 额定值6. 元件7. 单叠、单波绕组8. 第1节距、第2节距、合成节距、换向器节距9. 并联支路对数a10. 绕组展开图11. 励磁与励磁方式12. 空载磁场、主磁通、漏磁通、磁化曲线、每级磁通13. 电枢磁场14. 〔交轴、直轴〕电枢反应及其性质、几何中性线、物理中性线、移刷15. 反电势常数C E、转矩常数C T16. 电磁功率P em电枢铜耗p Cua励磁铜耗 p Cuf 电机铁耗 p Fe 机械损耗 p mec 附加损耗 p ad 输出机械功率 P 2可变损耗、不变损耗、空载损耗17. 直流电动机〔DM 〕的工作特性 18. 串励电动机的“飞速”或“飞车”19. 电动机的机械特性、自然机械特性、人工机械特性、硬特性、软特性 20. 稳定性21. DM 的启动方法:直接启动、电枢回路串电阻启动、降压启动;启动电流 22. DM 的调速方法:电枢串电阻、调励磁、调端电压 23. DM 的制动方法:能耗制动、反接制动、回馈制动B. 主要公式: 发电机:P N =U N I N(输出电功率)电动机:P N =U N I N ηN (输出机械功率) 反电势:60E a E E C npN C a Φ==电磁转矩:em a 2T aT T C I pN C aΦπ==直流电动机〔DM 〕电势平衡方程:a a E a a U E I R C Φn I R =+=+ DM 的输入电功率P 1 : 12()()a f a f a a a fa aa f em Cua CufP UI U I I UI UI E I R I UI EI I R UI P p p ==+=+=++=++=++12em Cua Cuf em Fe mec adP P p p P P p p p =++=+++DM 的转矩方程:20d d em T T T J tΩ--= DM 的效率:21112100%100%(1)100%P P p p P P P p η-∑∑=⨯=⨯=-⨯+∑ 他励DM 的转速调整率: 0NN100%n n n n -∆=⨯DM 的机械特性:em 2T j a j a a )(T ΦC C R R ΦC UΦC R R I U n E E E +-=+-=. 并联DM 的理想空载转速n 0:二、变压器 A. 主要概念1. 单相、三相;变压器组、心式变压器;电力变压器、互感器;干式、油浸式变压器 2. 铁心柱、轭部3. 额定容量、一次侧、二次侧4. 高压绕组、低压绕组5. 空载运行,主磁通Φ、漏磁通Φ1σ及其区别,主磁路、漏磁路空载电流、主磁通、反电动势间的相位关系,铁耗角6. Φ、i、e正方向的规定。
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。
电机必备知识点总结图电机是将电能转换成机械能的设备,广泛应用于各种机械设备和工业生产中。
掌握电机的基本知识对于工程师和技术人员来说是非常重要的。
本文将总结电机必备的知识点,包括电机的工作原理、分类、特性和应用。
一、电机的工作原理1. 电机的工作原理是利用电磁力的作用,将电能转换成机械能。
电机的基本原理是根据安培定律和洛仑兹力定律,当电流通过导体时,会在导体周围产生磁场,从而产生磁场力作用在导体上。
2. 根据电机的工作原理,可以将电机分为直流电机和交流电机。
直流电机是利用直流电流在磁场中产生力矩,实现电能转换成机械能;而交流电机则是通过交变电流在磁场中产生旋转磁场,从而实现电能转换成机械能。
3. 电机的工作原理还包括转子和定子之间的相互作用,通过磁场的变化产生磁场力,从而驱动转子旋转,实现功率输出。
二、电机的分类1. 按照不同的工作原理和结构,电机可以分为直流电机、交流电机和异步电机等。
直流电机分为直流直流电机和交流直流电机,直流电机主要用于需要可调速、大起动力矩和精密控制的场合;而交流电机又分为感应电机、同步电机和永磁同步电机等,广泛应用于家电、工业生产和交通运输等领域。
2. 按照不同的电源类型,电机还可以分为单相电机和三相电机。
单相电机主要用于家用电器和小功率设备;三相电机则主要用于工业生产和大功率设备。
3. 根据电机的用途和结构特点,还可以将电机按照功率、转速、结构形式、绝缘等级等进行分类。
三、电机的特性1. 电机的特性包括静态特性和动态特性。
静态特性是指电机在稳态运行状态下的特性,主要包括电机的电气特性和机械特性;动态特性是指电机在启动、加速、减速和停止等过程中的特性变化。
2. 电机的静态特性包括工作特性曲线、效率曲线、起动特性、定子电阻、定子漏抗、短路特性等;动态特性包括启动时间、加速时间、减速时间、转速波动、负载变化对电机的影响等。
3. 电机的特性还包括电磁特性、机械特性、热特性等。
电磁特性主要指电机的磁感应强度、励磁电流、磁路特性等;机械特性包括电机的转矩-转速特性曲线、机械效率、机械噪声等;热特性包括电机的温升、散热设计、绝缘等级等。
电机知识点汇总电机是一种将电能转化为机械能的装置,广泛应用于工业、交通、家电等领域。
在本文中,我们将系统地介绍电机的一些基本知识点,帮助读者更好地理解和应用电机技术。
1.电机的基本原理电机的基本原理是通过电流在磁场中产生力矩,从而驱动电机转动。
根据不同的工作原理,电机可分为直流电机和交流电机两大类。
2.直流电机直流电机是最常见的一种电机类型,其核心部件为电枢和电磁场。
当通电时,电流通过电枢产生磁场,与电磁场相互作用形成力矩,使电机转动。
直流电机具有结构简单、控制方便等特点,广泛应用于家电、自动化设备等领域。
3.交流电机交流电机是利用交流电产生的旋转磁场驱动转子转动的电机。
常见的交流电机有异步电机和同步电机两种类型。
异步电机是最常见的一种交流电机,其工作原理是通过旋转磁场的相对速度差,产生感应电动势从而驱动转子转动。
同步电机则是通过与旋转磁场同步运动,实现精确控制和高效率。
4.电机的特性参数了解电机的特性参数对于正确选择和应用电机至关重要。
其中,最常见的特性参数包括额定功率、额定转速、额定电压、效率等。
额定功率是指电机能连续输出的功率,额定转速是指电机在额定电压下的转动速度,额定电压是电机正常工作的电压范围,效率则是指电机输出功率与输入功率之比。
5.电机的控制方法电机的控制方法多种多样,根据不同的应用场景和要求选择合适的控制方式非常重要。
常见的电机控制方法包括直流电机的PWM调速、交流电机的变频调速、步进电机的开环控制和闭环控制等。
PWM 调速是通过改变直流电机供电电压的占空比来实现速度控制,变频调速则是通过改变交流电机的供电频率来实现速度控制。
6.电机的应用领域电机广泛应用于各个领域,包括工业生产、交通运输、家庭电器等。
在工业生产中,电机用于驱动各种设备和机械装置,如风机、泵等;在交通运输中,电机被广泛应用于汽车、电动车、高铁等交通工具;在家庭电器中,电机驱动洗衣机、冰箱、空调等家电设备。
7.电机的维护保养正确的维护保养能够延长电机的使用寿命和提高工作效率。
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pfn 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绝缘要求,而大容量的电机在自然散热时的温升往往会超过绝缘允许的限值,这就需要冷却。
所谓冷却是指提高散热系数的人为措施,一般通过适当的介质来实现冷却,常用的冷却介质有空气、氢气和水。
要点:各种功率和冷却的含义三、电机的结构与制造材料1.电机的电磁结构电机的功能是由其电磁结构决定的。
电机的电磁结构由一条主磁路和与它相匝链的两条或两条以上电路组成。
电机种类不同,其主磁路和电路的结构就有所不同。
电机的损耗主要产生在其电磁结构部件中,即绕组的铜耗Cu p 和铁心的铁耗Fe p 。
此外,在绕组、机座以及绝缘材料中会产生数量不大但难于精确计算的附加损耗ad p ;旋转电机的转动部件中还会产生摩擦损耗,称为机械损耗p Ω。
(1)主磁路:是指主磁通Φ的路径图0-2 电机中的磁路变压器的主磁路为闭合铁心。
旋转电机的主磁路,除定、转子铁心外,还包含两段气隙。
当磁通恒定时,铁心可用整块钢铁材料制作;当磁通随时间交变时,铁心中将产生磁滞损耗和涡流损耗,两者合称为铁耗,此时铁心就必须用表面绝缘、厚度为0.35或0.5mm 的硅钢片叠压成形。
虽然直流和同步电机磁极铁心中的磁通是恒定的,但由于开槽的影响,磁极表面受齿谐波磁场影响而产生铁耗,故这类电机的磁极铁心也要用厚度为1~3mm 的厚钢片叠装。
电机磁路的特点是:它由导磁性能极好的铁磁性材料和空气、绝缘材料等导磁性能很差的非磁性材料构成,因此,在两种材料界面处磁力线垂直与铁磁材料表面,常分为主磁路和漏磁路。
(2)绕组绕组是电机电路的核心部分,它一般是用带绝缘的导体(主要用铜)绕制而成的线圈或线圈组合。
绕组的作用有流通电流、产生磁场、感应电动势、承受一定的电压电流和功率。
绕制而成的线圈或线圈组合。
一台电机至少有两个绕组。
绕组可分成开启式和闭合式两类。
开启式绕组的特点是每个绕组都有两个引出线端头,用来与外部电源或负载相接,以实现电能的输入或输出。
闭合绕组是将各线圈串联成一个闭合回路,形式上属于分布绕组,它没有出线端而通过电刷与换向器的接触,经电刷与外部电路接通。
电流在绕组电阻上引起的损耗称为铜损耗,简称铜耗。
此外,对旋转电机而言,起机电能量转换的核心作用的绕组称为电枢绕组,它指同步电机的定子绕组与直流电机的转子绕组。
绕组的电路表示:用绕组内阻与电动势的串联支路表示。
电动势同时还反映了主磁路(通)和漏磁路(通)的影响,即主电动势e (主磁通感应的电动势)和漏电动势e σ(漏磁通感应的电动势)。
其中,主电动势存在于除励磁绕组外的一切绕组中(变压器一、二次绕组;异步电动机定、转子绕组;同步电机定子绕组和直流电机的转子绕组,两者统称为电枢绕组);漏电动势只存在于交流绕组中;励磁绕组(同步电机转子绕组和直流电机的定子绕组,通入直流电的直流绕组)中,既无漏电动势、也无主电动势,即其等效电路为电阻电路。
因此,电机最终可简化为电路分析与计算。
2.不同类型电机的电磁结构特点 ⑴变压器主磁路:闭合的铁心电路:两个绕组套在铁心上(同时匝链主磁通),其中一次绕组(接电源的绕组)输入交流电能,二次绕组(接负载的绕组)输出交流电能。
一、二次均为交流电路。
一次电路二次电路(a)变压器电路LZ定子电路转子电路(b)异步电动机电路图0–4 各种电机的电路⑵异步电动机——转速160fn n p<=同步速的交流旋转电机 主磁路:定、转子铁心+2段气隙定子绕组接交流电源(定子为交流电路);转子绕组短路(20u =),但是转子电动势是交流,故转子也是交流电路。
⑶同步电机——转速160fn n p==同步速的交流旋转电机 主磁路:定、转子铁心+2段气隙定子绕组(也称电枢绕组)接交流电源(同步电动机)或输出交流电(同步发电机),定子是交流电路;转子绕组(励磁绕组)接直流电源,故转子是直流电路。
U 励磁电路电枢电路(c)同步电机电路UEE σ(d)直流电机电路U 励磁电路电枢电路图0–4 各种电机的电路⑷直流电机主磁路:定、转子铁心+2段气隙定子绕组(也称励磁绕组)接直流电源,定子是直流电路;转子绕组(电枢绕组)接直流电源(直流电动机)或输出直流电(直流发电机),故转子也是直流电路。
要点:主磁路的构成,铁心叠装的场合与目的;绕组的组成、对外联系方式(完整电路)。
3.电机的制造材料(1)导电材料——铜(铝、银) (2)导磁材料——钢铁(3)绝缘材料——天然材料(纸张、油漆、麻布),目前主要用有机合成材料(塑料) 绝缘材料是电机中耐热性最差的材料,如果温度超过材料允许的最高温度,则材料的绝缘性能等物理、化学性能将快速下降。
为此对绝缘材料分级规定,见下表。
最高允许温升=最高允许温度-标准环境温度(40℃)四、磁路1.磁路概念磁路是磁场能量产生、传输和消耗的路径,简单地说,磁路是指磁通的路径。
磁路是研究磁场问题的简化方法,这就像电路是研究电场问题的简化方法一样,因此,磁路与电路具有很多相同之处,即磁路也分成直流磁路和交流磁路,磁路的物理量、磁路定律、磁路计算方法也与电路有相似之处和类比关系。
磁路与电路的主要区别是:没有磁绝缘体,磁通可以在任何物质中流通,因此磁路就不受开关控制,磁路中只要存在磁动势便有磁通流通。
2.磁路主要物理量(与电路对应关系)磁路主要有以下几个物理量: ⑴磁通Φ磁通是描述磁路中某截面上磁场总体强弱的物理量,单位为Wb (韦伯)。
磁通与电路中电流的作用相当。
普通电机中,磁通是由绕组通电流产生的,其中绝大部分同时匝链(或穿越)电机的所有绕组,所以称为主磁通Φ;另有很小一部分仅与该绕组自身匝链,故称为漏磁通σΦ。
⑵磁通密度(简称磁密)B磁感应强度B 是描述磁场中各点磁场强弱的物理量,单位为T (特斯拉)。
它也可以描述某个截面上磁场平均强度,即B AΦ=,A 为磁路的截面积。
⑶磁场强度H是描述磁场中各点磁场强弱的物理量,单位为A/m 。
⑷磁导率μ:是描述材料导磁性能优劣的物理量,满足r 0μμμ=。
其中,r μ是一个无量纲的物理量,称为相对导磁率;0μ为真空导磁率,其值为0μ=4π×10-7H/m 。
一般材料的导磁性能与真空相当,即其r μ≈1;铁磁材料的r μ值约在几十到数百万。
以上三个物理量满足关系式:B H μ=⑸磁动势F :磁动势是产生磁场的本领,它是磁路所包围的电流的代数和。
电机中,磁路包围的通常是一个电流为i 的N 匝线圈,即磁动势F Ni =。
⑹磁压降U m :m m U Hl R Φ==⑺磁阻R m :反应磁路对磁通的阻碍作用,m lR Aμ= ⑻磁导Λ:磁阻的倒数,AlμΛ=。
⑼自感L :2L N Λ=;感抗x L ω=⑽互感M :它是反应绕组在交流电作用下相互影响的物理量,满足1212M N N Λ=。
变压器与异步电动机中的互感电抗为励磁电抗m x ;同步电机中的互感电抗为电枢反应电抗a x 。
3、磁路计算电机磁路的特点是:沿磁路各点的磁场强度矢量j H 和路径j l 的方向相同,同时包围的电流是一个或多个N 匝线圈的电流,即总电流为NI ,所以,全电流定律又可表示成mmnj jMjk j 1j 1k 1d lH l =H l UI NI ===⋅===∑∑∑∑⎰即各段磁路上的磁压降等于磁路所包围的电流代数和,即ΣH j l j =Ni式中:I 为流过线圈的直流电流大小或交流电流的有效值,相应地,闭合磁路中截面相同的各段磁路的磁通Φ、磁场强度H j 和磁压降U Mj 就为恒定值或有效值;l j 为磁场强度相同的某段磁路的长度。
因此,当磁路的尺寸和材料已知时,利用全电流定律可计算出:Ⅰ、产生一定数量的磁通Φ所需要的励磁磁动势和励磁电流值,具体计算步骤如下: ⑴求各段磁路的截面积A j 和长度l j ,其中lj 通常取该段磁路的平均长度; ⑵求各段磁路的磁密B j =Φ/A j ;⑶根据Bj 从相应材料的磁化曲线查出各段的磁场强度H j 和磁导率μj =B j /H j ,并可求出该段磁路的磁阻Φ==j j jj j Mj l H A l R μ。