交流电机基本知识

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。

交流绕组部分（感应电动势和磁动势）习题1.谐波电动势对电机运行有何影响？为什么同步发电机定子绕组采用星型接法？谐波电动势使电机的电动势波形非正弦，产生谐波转矩和附加损耗。

为了消除3次谐波，同步电机定子绕组采用星形接法。

（三相交流电流中，各相基波电动势相位差为120度，而各相的三次谐波电动势相位差为360度，即为同相。

同理，3的倍数的各奇次谐波也为同相位。

这样接成星形时，在线电动势中不可能出现3次和3的倍数奇次谐波电动势。

当三相绕组接成三角形，3次及3的倍数奇次谐波电动势在闭合的三角形电路中被短路而形成环流，引起附加铜损耗，虽然这时只残留微少的电压降，线电动势中仍不出现这类谐波。

因此多采用星形连接。

）2.为什么交流绕组的磁动势，既是时间函数又是空间函数？用单相绕组基波磁动势来说明。

交流绕组的电流是随时间而变化的正弦函数。

磁动势为空间函数，磁场在空间分布。

（见练习题书P.121）3.脉动磁动势和旋转磁动势有什么关系？脉动磁动势可以分解为两个旋转磁动势分量，每个旋转磁动势分量的振幅为脉动磁动势振幅的一半，旋转速度相同，但旋转方向相反。

（分解的表达式见笔记p.3）。

等式左边为脉动磁动势，等式右边第一项为正向旋转磁动势，在空间按正弦规律分布，幅值不变，幅值位置在wt-x=0处，随时间变化，磁动势波在空间移动，移动的速度为w，所以是旋转磁动势。

等式右边第二项为负向旋转磁动势。

4.产生圆形旋转磁动势和椭圆形旋转磁动势的条件有何不同？m相对称电流流入m相对称绕组时，产生圆形旋转磁动势。

m相不对称电流流入m相对称绕组，或者m相对称电流流入m相不对称绕组时，产生椭圆形旋转磁动势。

5.如果不考虑谐波分量，在任一瞬间，脉动磁动势的空间分布是怎样的？圆形旋转磁动势的空间分布是怎样的？椭圆形旋转磁动势在空间分布是怎样的？如果观察一瞬间，能否区别该磁动势是脉动磁动势、圆形旋转磁动势或椭圆形旋转磁动势？如果不考虑谐波分量，在任一瞬间，脉动磁动势、圆形旋转磁动势和椭圆形旋转磁动势在空间分布均为正弦波，故不能区别三种磁动势。

电机基础知识一、电机定义电机：也称电动机（俗称马达），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。

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。

二、电机的分类三、电机的其他部分基础知识●什么叫绕组？答：电枢绕组是直流电机的核心部分，是铜质漆包线绕制的线圈。

当电枢绕组在电机的磁场中旋转都会产生电动势。

●什么叫磁场？答：在永磁体或电流周围所发生的力场及凡是磁力所能达到的空间或磁力作用的范围。

●什么叫磁场强度？答：定义载有 1 安培电流的无限长导线在距离导线 1/2 米远处的磁场强度为 1A/m （安培 / 米，国际单位制 SI ）；在 CGS 单位制（厘米 - 克 - 秒）中，为纪念奥斯特对电磁学的贡献，定义载有 1 安培电流的无限长导线在距离导线 0.2 厘米远处的磁场强度为 10e （奥斯特）， 10e=1/4.103/m ，磁场强度通常用 H 表示。

●什么叫安培定则？答：用右手握住导线，让伸直的大拇指的方向跟电流方向一致，那么弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。

●什么叫磁通？答：磁通又叫磁通量：设在匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面，磁场的磁感应强度为 B ，平面的面积为 S ，我们定义磁感应强度 B 与面积 S 的乘积，叫做穿过这个面的磁通量。

●什么是定子？答：有刷或无刷电机工作时不转的部分。

轮毂式有刷或无刷无齿电机的电机轴叫做定子，此种电机可以叫做内定子电机。

●什么是转子？答：有刷或无刷电机工作时转动的部分。

轮毂式有刷或无刷无齿电机的外壳叫做转子，此种电机可以叫外转子电机。

●什么叫碳刷？答：有刷电机里面顶在换向器表面，电机转动的时候，将电能通过换向器输送给线圈，由于其主要的成分是碳，称为碳刷，它是易磨损的。

应定期维护更换，并清理积碳。

●什么是刷握？答：在有刷电机里面盛装并保持碳刷位置的机械导槽。

●什么是换向器？答：有刷电机里面，具有相互绝缘的条状金属表面，随电机转子转动时，条状金属交替接触电刷的正负极，实现电机线圈电流方向的正负交替变化，完成有刷电机线圈的换相。

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。

电机基础常识本站整理了一份有关电机的基础培训知识，包括电机的分类，直流电机原理及交流电机的工作原理等。

1、电机的分类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。

2.1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。

由此可见，加于直流电动机的直流电源，借助于换向器和电刷的作用，使直流电动机电枢线圈中流过的电流，方向是交变的，从而使电枢产生的电磁转矩的方向恒定不变，确保直流电动机朝确定的方向连续旋转。

这就是直流电动机的基本工作原理。

简单来说，直流电动机就是利用通电导体在磁场中受力运动而“切割”其磁力线的原理工作的。

一、概述三相交流永磁同步电机是一种广泛应用于工业和家用领域的电动机，其具有高效率、高可靠性和良好的动态特性等优点。

了解其工作原理对于工程师和技术人员来说十分重要。

本文将介绍三相交流永磁同步电机的工作原理及其相关知识。

二、三相交流永磁同步电机的结构1. 三相交流永磁同步电机由定子和转子两部分组成。

2. 定子上布置有三组对称的绕组，相位角相互相差120度，通过三个外接电源输入相位相同但是相位差120°的交流电，产生一个与该交流电相位速度同步的旋转磁场。

3. 转子上有一组永磁体，产生一个恒定的磁场。

三、三相交流永磁同步电机的工作原理1. 三相交流电源提供了旋转磁场，使得转子上的永磁体受到作用力。

2. 转子上的永磁体受到旋转磁场的作用力，产生转矩，驱动机械装置工作。

3. 根据洛伦兹力的作用原理，当转子转动时，永磁体受到旋转磁场的作用力，产生转矩，这就是永磁同步电机产生动力的原理。

四、三相交流永磁同步电机的控制方法1. 空载时，调节供电频率和电压等参数，使得永磁同步电机的转速等于旋转磁场的转速。

2. 负载时，通过改变电源提供的电压和频率，调节永磁同步电机的转速。

五、三相交流永磁同步电机的应用领域1. 工业生产线上的传动设备，如风机、泵、压缩机等。

2. 家用电器，如洗衣机、空调、电动车等。

六、结语通过本文的介绍，我们可以了解到三相交流永磁同步电机的结构、工作原理和控制方法等方面的知识。

掌握这些知识可以帮助工程师和技术人员更好地设计、应用和维护三相交流永磁同步电机，促进其在工业和家用领域的广泛应用。

七、三相交流永磁同步电机的优势1. 高效性能：三相交流永磁同步电机的永磁体产生恒定磁场，与旋转磁场同步工作，因此具有高效率和较低的能耗。

2. 高动态响应：由于永磁同步电机的磁场是固定且稳定的，因此可以实现快速响应和高动态性能，适用于需要频繁启动和变速的场合。

3. 高可靠性：永磁同步电机不需要外部激励，减少了绕组的损耗，使得其具有较高的可靠性和长寿命。

交流永磁同步电机结构与工作原理2．1．1交流永磁同步电机的结构永磁同步电机的种类繁多，按照定子绕组感应电动势的波形的不同，可以分为正弦波永磁同步电机(PMSM)和梯形波永磁同步电机(BLDC)【261。

正弦波永磁同步电机定子由三相绕组以及铁芯构成，电枢绕组常以Y型连接，采用短距分布绕组；气隙场设计为正弦波，以产生正弦波反电动势；转子采用永磁体代替电励磁，根据永磁体在转子上的安装位置不同，正弦波永磁同步电机又分为三类：凸装式、嵌入式和内埋式。

本文中采用的电机为凸装式正弦波永磁同步电机，结构如图2一l所示，定子绕组一般制成多相，转子由永久磁钢按一定对数组成，本系统的电机转子磁极对数为两对，则电机转速为n=60f／p，f为电流频率，P为极对数。

图2一l凸装式正弦波永磁同步电机结构图目前，三相同步电机现在主要有两种控制方式，一种是他控式(又称为频率开环控制)；另一种是自控式(又称为频率闭环控制)[27】。

他控式方式主要是通过独立控N#l-部电源频率的方式来调节转子的转速不需要知道转子的位置信息，经常采用恒压频比的开环控制方案。

自控式永磁同步电机也是通过改变外部电源的频率来调节转子的转速，与他控式不同，外部电源频率的改变是和转子的位置信息是有关联的，转子转速越高，定子通电频率就越高，转子的转速是通过改变定子绕组外加电压(或电流)频率的大小来调节的。

由于自控式同步电机不存在他控式同步电机的失步和振荡问题，并且永磁同步电机永磁体做转子也不存在电刷和换向器，降低了转子的体积和质量，提高了系统的响应速度和调速范围，且具有直流电动机的性能，所以本文采用了自控式交流永磁同步电机。

当把三相对称电源加到三相对称绕组上后，自然会产生同步速的旋转的定子磁场，同步电机转子的转速是与外部电源频率保持严格的同步，且与负载大小没关系。

2．1．2交流永磁同步电机的工作原理本系统采用的是自控式交直交电压型电机控制方式，由整流桥、三相逆变电路、控制电路、三相交流永磁电机和位置传感器构成，其结构原理图如图2—2所示。