电机基础知识详解.ppt

电磁场 电磁场的表示法 导体切割磁力线运动产生电动势 电磁场 N S 通电导体在磁场中受力 电磁场 N S 交流发电机 发电机原理 是利用各种动力（如水力、风力…）使线圈在磁铁的两极间转动；当线圈转动时，线圈内的磁场改变，因此产生感应电流，是运用“电磁感应”原理将动力所作的功转换成电能的装置。 U 交流发电机 三相发电机原理 使用三个相差120o 的线圈在同一个发电机磁场内旋转切割磁力线，所产生出来的就是三相交流电。 U 电动机 电动机的定义 又称为马达或电动马达，是一种应用电磁感应的原理将电能转化成机械能，并可再使用机械能产生动能，用来驱动其他装置的电气设备。 直流电动机（DC Motor）的好处为在控速方面比较简单，只须控制电压大小已可控制共转速，但此类电动机不宜在高温、易燃等环境下操作，而且由于电动机中需要以碳刷作为电流变换器的部件，有电火花产生,需要定期清理。 交流电动机（AC Motor）结构比较简单,制造方便，容易做成高转速、高电压、大电流、大容量的电机，可以在高温、易燃等环境下操作，维护比较方便，但在调速上比较困难 ，需要采取一系列的方法进行处理。 电动机 常见电机分类 电动机 直流电机 交流电机 永磁电机 励磁电机 串励电机 并励电机 它励电机 复励电机 单相电机 三相电机 异步电机 串励电机 同步电机 异步电机 鼠笼式电机 绕线式电机 交流异步电机 基本结构 定子部分 外壳、铁芯、绕组 转子部分 铁芯、绕组 交流异步电机 定子部分 外壳：主要的作用是固定和支撑铁心。机座的前后装有轴承，.以支撑旋转的转子轴 定子铁芯：其作用是嵌装定子绕组，也是磁路的重要组成部分。为了减少涡流损耗，采用由涂有绝缘漆的环形硅钢片叠压而成，铁心的内圆周开有均匀的槽，用以安装定子绕组。 定子绕组：由在几何空间完全对称的三相线圈独立绕成，嵌于定子槽内，外接三相对称电源。其主要作用是接受外部的三相交流电能，产生其工作必须的磁场，是完成电能与机械能相互转换的中枢。 交流异步电机 转子部分 转子铁心： 紧套装在转轴上，由环形硅钢片迭压而成，开有装设转子绕组的槽。其作用是提供电机磁路及固定转子绕组。 转子绕组： 为安装在转子槽中的导体。其作用是在磁场作用下产生感应转子电流，配合完成电能与机械能的转换。 绕线式绕组 鼠笼式绕组 交流异步电机 绕线式电机 一般接成星形，三相的引出线分别接在转轴上的三个集电环上，通过电刷与外电路相联，能方便地串入外接电阻，具有较好的起制动特性，可方便进行调速控制。 绕线式电机由于存在外接电阻，导致能量利用率不高，机械特性比较软，而且制造、维护成本较高。 交流异步电机 鼠笼式电机 是在转子铁心槽中插入导条（铜条或铝条），两端用铜环或涛铝短接起来，称铜排转子或涛铝转子。由鼠笼型绕组制作的电机称鼠笼式电机，因其结构简单，价格便宜，运行可靠而被广泛应用 。 交流异步电机 电机剖面图 交流异步电机 电机参数 额定功率 PN 额定电压 UN 额定电流 IN 额定频率 fN 额定转速 nN 交流异步电机 单相绕组产生的磁场 L1 L1〞 0 t U 交流异步电机 三相绕组产生的旋转磁场(磁极对数为1) L1 L1〞 t L2 L3 L2〞 L3〞 L1 L2 L3 交流异步电机 三相绕组产生的旋转磁场(磁极对数为2) L1 L1〞 t L3 L2 L3〞 L2〞 L1 L2 L3 L1 L1〞 L3 L3〞 L2〞 L2 交流异步电机 旋转磁场的转速 磁极对数为1时 在三相电源的一周期内，磁场刚好完成一圈的变化，因此有： 磁场转速 n0 = 60f ，单位是“转/分”。 磁极对数为2时 在三相电源的一周期内，磁场完成半圈的变化，因此有： 磁场转速 n0 = 60f/2 ，单位是“转/分”。 磁极对数为p时 磁场转速 n0 = 60f/p ，单位是“转/分”，也称之为同步转速。 交流异步电机 转子是如何转起来的？ 感应电动势 感应电流 交流异步电机 电机机械特性 在理想的情况下，假设电机不受任何外力，转子的速度会从0开始持续上升，直到达到同步转速后，形成平衡。 当电机带上负载后，转子会受到一个阻碍它变化的力矩，此时转子速度会逐渐下降，与定子空间磁场产生速度差，此时转子线圈的感应电动势和感应电流的作用，产生一个电磁转矩，当速度差达到一定程度时，电磁转矩等于负载转矩，此时形成新的平衡，电机以稳定的速度运转。 转差/滑差：电机速度与同步转速的差值定义为转差/滑差，(n0-n) 转差率：转差与同步转速的比值称之为转差率，符号是s s = (n0-n)/n0. 交流异步电机 机械特性曲线 描述电