电动机原理与维修

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1、电动机原理与维修学习内容v异步电动机v直流电动机v同步电动机v特种电动机v电动机的维修 异步电动机一：三相异步电动机的工作原理1：三相绕组的磁场a-u b-w c-v二； 三相旋转磁场的产生 三相交流电通入三相绕组所形成的磁场是一个旋转磁场，其旋转方向取决于三相电流的相序，所以调换电动机的任意两相电源即可改变旋转方向。 旋转磁场产生的条件 （1); 三相绕组必须对称，在定子铁芯空间上互差120电角度。 （2); 通入的电流必须对称，大小，频率相同，相位互差120 (3)；旋转磁场的转速为； n1旋转磁场的转速 r/min p磁极对数 f 三相交流电的频率 Hzpfn601三；三相异步电动机转子

2、旋转原理 定子铁芯线槽嵌放三相对绕组，当定子绕组通入三相交流电源时，三相对称电流在电动机的气隙内产生一个同步转速的旋转磁场（n1）。 转子导体嵌放在转子铁芯槽内，两端短接。 当磁场旋转时转子导体切割磁力线产生感应电动势，其方向可用右手定则判断。 转子载流导体在磁场中受到电磁力（f）的作用，其方向可用左手定则判断。四；转差率与电动机的运行状态 1； 转差率（S) 电动机的基本物理量，它反映了异步电动机的各种运行状态。 n1磁场同步转速 n转子转速2；异步电动机的运行状态（1）电动机状态 n1n0 ; 0S1 定子接电源，转子在电磁转矩的驱动下旋转，电磁转矩为驱动转矩，转向与旋转磁场方向相同，将电

3、能转换为机械能。 11nnns（2);发电机运行状态 异步电动机定子绕组仍接电源,转轴不接负载，由原动机拖动异步电动机的转子以大于同步转速并逆转磁场方向旋转（nn1）。 显然，电磁转矩方向与转子转向相反起着制动作用，为制动转矩。为克服制动转矩电动机必须不断从原动机输入机械功率变为输出的电功率，因此成为发电机状态。 nn1S0。(3);电磁制动运行状态 异步电动机定子绕组仍接电源，如果用外力拖着电动机逆着旋转磁场的旋转方向转动。 电磁转矩方向与转子转向相反起着制动作用，但定子仍从电网吸收电功率，同时转子从外力吸收机械功率。 两部分功率在电动机内部以损耗方式转化为热能消耗掉。 这就是电磁制动状态，

4、n为负值，即n0， S1五；电动机的功率、转矩和机械特性1；额定功率PN 电动机额定状态下运行时的输出机械功率。 2；电磁转矩(Tem)是电动机运行的一个重要参数,它与电动机本身参数（定子相数、磁极对数、定子和转子绕组电阻和漏抗、定子电压、电源频率、运行参数等有关）。 一般电动机的过载 能力为1.62.2 起重、冶金机械专用 电动机为 2.22.8 NNNNNCOSIUP3NmTTT最大转矩额定转矩mTTNT过载能力3;机械特性1）；固有机械特性 三相异步电动机在额定运行状态下，转子、定子电路不外接电阻和电抗器时的机械特性。2)人为机械特性 人为改变电动机参数和电源参数时的机械特性。 降电压后

5、机械特性变软，电动机过载能力、启动转矩倍数显著下降。如电压下降过多，可能出现最大转矩小于负载转矩时，电动机停转。 串电阻启动，在一定范围内增加转子电阻，可以增大启动转矩，但特性同样变软。六；三相异步电动机的启动1；启动要求： （1） 启动电流要小，以减小对电网的冲击。 （2） 启动转矩要大，以加速启动过程，缩短启动时间。 （3） 操作简便，设备简单，易于维护。2; 启动方法1)；全压启动： 也称直接启动，方法简单，但是启动电流大，启动转矩不大。2)；降压启动： 降压启动的目的是限制启动电流。电动机降压启动应符合： K1=Ist/IN=47倍）电动机容量（电源容量（KWA).3411KVk3；降

6、压启动方式 a;星-三角变换 设备简单、操作、维修方便启动电流小。启动转矩小、不可调， b; 定子串电阻 设备简单、运行可靠。启动转矩下降大，电能损耗大。 c;自耦变压器降压 启动电流和转矩可以适当调节。设备复杂、体积大、价格贵、不允许频繁启动。 d;延边三角形 设备简单启动电流转矩降低倍数可适当选择。但电动机需特殊订购，且抽头位置一旦选定无法改变。e;软启动 斜坡电压启动 启动过程中没有限流，启动电流大，启动时间应相对较短。 限流启动 启动电流较小，可根据情况调整电流限幅值，对电网影响小。 斜坡电流启动 电流变化率大，启动转矩大，启动时间短，应用较多。 脉冲冲击启动 应用于需要克服较大静态摩

7、擦转矩的启动。 七；电动机的制动1；能耗制动方法：在定子断开交流电源的同时，定子两相通入直流电源。能量关系：吸收系统的动能并转换成电能，消耗在转子电阻上。特点;制动平稳、便于实现准确停车。但制动较慢，需要一套直流电源。应用场所：要求制动平稳、准确停车的场所；限制位能负载的下降速度。2；反接制动1)反接制动的方法有两种：a;突然改变定子两相电源的相序，使定子旋转磁场方向改变。但是，由于旋转磁场与转子的相对转速很高，故转子绕组中产生感生电流很大，定子绕组中的电流也很大一般为电动机额定电流的十倍左右，因此只适应小功率电动机（10KW以下，4.5KW以上需串接电阻）电阻的选定可按)()(220)5.1

8、3.1(应串入的电阻值电动机的启动电流RAIIRb;定子按提升方向接通电源正转，转子串入较大的电阻，电动机被重物拖着反转。这种反接制动的方式只适应与绕线式电动机拖动位能性负载的情况，它能使重物获得稳定的下放速度，一般用于起重机。2)反接制动的特点制动强烈，停车迅速，能使位能负载在nn1下稳定下放。能量损耗大，控制复杂，不易实现准确停车。3）应用场所要求迅速停车和需要反转的场合，在nn1。能量关系；转轴上输入机械功率并转换成电功率，由定子绕组回馈到电网。特点；能向电网回馈电能，比较经济但在nn1下限制位能负载的下放速度。常用于起重机。多速电动机由高速转为低速时。 由于在nn1下故不可以用于停车制

9、动。八；三相异步电动机的调速根据异步电动机的转速公式异步电动机的调速方法有三种；1)改变定子极对数P调速变极调速2)改变电源频率f调速变频调速3)改变转差率s的调速绕线转子串电阻或改变定子绕组电压。)1 (60)1 (1spfsnn1;变极调速电源频率不变的条件下，通过对定子绕组的引出线的不同连接来改变电动机的极对数。其方法是；1)改变定子绕组的接线方法，多用于倍极比，非倍极比，该方法使用较多，较经济。2)在定子绕组槽内嵌放两套极对数不同的独立绕组。3)在定子槽内嵌放两套极对数不同的绕组，且每一套绕组又可以改变接线方法来获得不同的极对数。其特点是；所需设备简单，但电动机绕组引线出头多，调速有极

10、、范围窄，常与机械设备配套使用以扩大调速范围。变极原理U相绕组的半相绕组顺接产生四极磁场，改变接法后变成二极磁场。双速电动机的定子绕组接线双速电动机从一种接法改变为另一种接法时，必须将电源反相。2;改变转差率1)变阻调速通过改变转子外接电阻实现，因此只适应绕线式电动机的调速，原理与转子串电阻启动一样，但调速用外接电阻功率较大，也可以作启动用。2)变压调速通过改变定子绕组电压来实现调速，由于转矩与电压的平方成正比，所一对于恒转矩负载作用不大，一般用与风机负载效果比较明显。3)串极调速3；变频调速变频调速是通过改变电源频率来实现的，目前应用最广泛的恒转矩调速。异步电动机的变频调速分三种：1)恒转矩

11、控制，在额定转速以下调节。2）恒电流控制，机械特性与恒转矩控制相似，但过载能力小，只用于负载容量小且变化不大的场合。3）恒功率控制，常用于电动机的转速高于额定转速，但电源电压又不能提高的场合。特点；质量轻、体积小、惯性小、效率高等优点。直流电动机v基本工作原理一；直流电动机的结构1；定子部分主磁极产生主磁场，以便电枢在此磁场中转动而产生感生电动势。一般有两种；永磁和电磁。换向极改善直流电动机的换向，减小电动机运行时电刷与换向器之间可能产生的火花。机座电动机的外壳。电刷装置将旋转的电枢与固定的外电路相连。2；转子部分电枢铁芯主磁路的一部分。电枢绕组产生感生电动势或通过流过的电流产生电磁转矩。换向