培训讲座1-电机基本知识（简化版）.ppt

电机基本知识 徐伟专 2009年3月 主要内容 电机发展史 电机的分类 直流电机构造与原理 异步电机构造与原理 同步电机构造与原理 直流、异步、同步电机对比 电机发展史 什么是电机 电机的外观 电机的外观 电机的外观 电机的外观 电机的外观 电机的外观 电机的外观 电机发展史 1800年伏特发明电池，是电气出现的开端，电机的诞生和发展在这之后可以分成几个阶段。 从19世纪20年代至19世纪末叶，发现了电磁现象以及相关的各种法则，诞生了交流电机的原型，并确立了电机的工业运用。 从20世纪初至20世纪70年代，是电机的成长和成熟期，有刷直流电机、感应电机、同步电机和步进电动机等各种电机相继诞生，半导体驱动技术和电力电子技术的发展，实现变频驱动的实用化。 电机发展史 从20世纪70年代至20世纪末期，电力电子技术和计算技术的高速发展为电机的高性能驱动带来了机会，随着设计、评价、测量、控制、功率半导体、轴承、磁性材料、绝缘材料、制造加工技术的不断进步，电动机本体经历了轻量化、小型化、高效化、高力矩输出、低噪音振动、高可靠、低成本等一系列变革，相应的驱动和控制装置也更加智能化和程序化。 进入21世纪，在以多媒体和互联网为特征的信息时代，电动机和驱动装置继续发挥支撑作用，向节约资源、环境友好、高效节能运行的方向发展。 电机的分类 电机的分类 电机的分类 电机的分类 电机的分类 电机的分类 电机的分类 电机的分类 绕组由实用超导线绕制成的电机。超导线在临界温度T、临界磁场强度H及临界电流密度J值以内时具有超导性，其电阻为零。这将使超导电机绕组的电阻损耗降为零，既解决了电枢绕组发热、温升问题，又使电机效率大为提高。更重要的是超导线的临界磁场强度和临界电流密度都很高，使超导电机的气隙磁通密度和绕组的电流密度可比传统常规电机提高数倍乃至数十倍。这就大大提高电机的功率密度，降低电机的重量、体积和材料消耗。1986年以来，高临界温度（液氮温区）超导材料的发现，为超导电机的实用化展现了新的前景。超导电机主要制成汽轮发电机和单极直流电机。 电机的分类 风电的优越性 风能是一种无污染的可再生能源，它取之不尽，用之不竭，且没有常规能源（如煤电，油电）与核电会造成环境污染的问题。 风力发电的经济性日益提高，发电成本已接近煤电，低于油电与核电，若计及煤电的环境保护与交通运输的间接投资，则风电经济性将优于煤电。 风力发电场建设工期短，单台机组安装仅需几周，从土建、安装到投产，只需半年至一年时间，是煤电、核电无可比拟的。 投资规模灵活，有多少钱装多少机。在发电方式上还有多样化的特点，既可联网运行，也可和柴油发电机等级成互补系统或独立运行，这对于解决边远无电地区的用电问题提供了现实可能性。 常见风力发电机 异步发电机 永磁同步风力发电机 双馈异步风力发电机 直流电动机 直流电动机 直流电动机 直流电动机 直流电动机 异步电动机的构造及原理 定子 转子 转动原理 转差率S 铭牌 铭牌 铭牌 铭牌 同步电机 同步发电机 构成 原理 直流、异步、同步电机对比 异步电机与同步电机的对比 直流动电机与异步电动机的对比 直流动电机与异步电动机的对比 直流动电机与异步电动机的对比 直流电动机 异步电动机 A X Y C B Z 定子三相绕组通入三相交流电 切割转子导体 右手定则 感应电动势 E20 旋转磁场 感应电流I2 旋转磁场 左手定则 电磁力F F 电磁转矩T n F 旋转磁场的同步转速和电动机转子转速之差与旋转磁场的同步转速之比称为转差率S。 异步电动机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，但转子转速 n 不可能达到与旋转磁场相等的转速，即： 异步电动机 如果: 无转子电动势和转子电流 转子与旋转磁场间没有相对运动，磁通不切割转子导条 无转矩 1.型号 磁极数( 极对数 p = 2 ) 用以表明电动机的系列、几何尺寸和极数。 机座长度代号 机座中心高（mm） 三相异步电动机 例如： Y 132 M－4 2. 电压 例如：380/220V、Y/? 表示采用 Y连接时线电压为 380V；采用 ? 连接时线电压为 220V。 电动机在额定运行时定子绕组上应加的线电压值。 3. 电流 电动机在额定运行时定子绕组的线电流值。 例如：6.73/11.64 A、Y/? 表示采用 Y 连接时线电流为6.73A；采用 ? 三角形连接时线电流为 11.64A。两种接法下相电流均为 6.73A。 4. 功率与效率 笼型电机 ? =72~93％ 额定功率是指电机在额定运行时轴上输出的机械功率 P2，它不等于从电源吸取的电功率 P1。 5. 功率因数 PN 三相异步电动机的功率因数较低，在额定负载 时约为 0.7 ~ 0.9。空载时功率因数很低，只有 0.2 ~