电机基础知识培训

《电机基础知识培训》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电机基础知识培训（56页珍藏版）》请在文档大全上搜索。

1、电机知识电机知识高压营销部孙文电机的定义电机的定义广义：广义： 实施电能生产、传输、使用和电能特性变换的实施电能生产、传输、使用和电能特性变换的机械和装置。机械和装置。狭义：狭义： 电机是基于电磁感应定律、电磁力定律（能进电机是基于电磁感应定律、电磁力定律（能进行电磁感应），由行电磁感应），由电路和磁路电路和磁路所构成，能进行所构成，能进行机电能量转换或信号变换机电能量转换或信号变换的电磁机械装置。的电磁机械装置。 电机是完成多种能量形式转换的有效工具，而电能又是最容易电机是完成多种能量形式转换的有效工具，而电能又是最容易实现传输、变换的能量形式，可以说，如果没有电机就没有实现传输、变换的能量

2、形式，可以说，如果没有电机就没有现代工现代工业业。 电机是以电机是以磁场磁场为介质进行机电能量转换的装置。为介质进行机电能量转换的装置。 1 1、变化的磁场会产生电场、变化的磁场会产生电场由磁生电由磁生电机械能机械能向向电能转换电能转换； 2 2、通电导体会在磁场中受力、通电导体会在磁场中受力电能向机械能的转电能向机械能的转换。换。 电能电能的利用主要是指将电能转换为所需的能量形式，的利用主要是指将电能转换为所需的能量形式，其中最为主要的就是将电能转换为机械能。要求在转其中最为主要的就是将电能转换为机械能。要求在转换过程中（换过程中（1 1）转换效率）转换效率高；（高；（2 2）可靠性）可靠性

3、高。高。 往往往往在能量转换的同时也能对运动进行控制，这就引在能量转换的同时也能对运动进行控制，这就引入了一个新的研究分支电力传动。入了一个新的研究分支电力传动。 相对而言相对而言，电机这一概念往往是指，电机这一概念往往是指电动机电动机。nF FBILBIL18211821年年 FaradayFaradayn电磁感应定律的发现电磁感应定律的发现18311831年年 FaradayFaradayn直流发电机直流发电机18311831年年 PixiiPixiin18761876年年 单相交流电的应用单相交流电的应用远距离传输远距离传输n18851885年年 交流电动机交流电动机n18891889年

4、年 三相制三相制三相交流电的应用三相交流电的应用 三相电机三相电机电能电能机械能机械能 发电机发电机 磁场磁场水能水能热能热能风能风能原子能原子能电动机电动机电机的发展电机的发展电机的分类电机的分类变 压变 压器 、器 、电机电机磁磁场场 耦合耦合电流电流 全电流定律全电流定律铁心铁心 小电流小电流大磁通大磁通铁心增磁功能铁心增磁功能铁心铁心饱和饱和铁心中的铁心中的气隙气隙制约制约制约制约电磁转矩电磁转矩电磁力定电磁力定律律电磁感应电磁感应定律定律感应感应电势电势能量转换能量转换变压器、发电机、电动机变压器、发电机、电动机金属导轨金属导轨直导体直导体+-通电通电导线在磁场中要受到力的作用。导线

5、在磁场中要受到力的作用。通电通电线圈最后静止在平衡位置。线圈最后静止在平衡位置。电刷电刷换向器换向器定子（磁体）定子（磁体）转子（线圈）转子（线圈）换向换向器器 电电刷刷换向器的作用：换向器的作用：当线圈刚越过平衡位置当线圈刚越过平衡位置时时, ,换向器自动改变电换向器自动改变电流的方向使线圈能持续流的方向使线圈能持续地转动下去。地转动下去。 电动机电动机由两部分由两部分组成：组成： 能够能够转动的线圈，转动的线圈，也叫也叫转子转子。 固定固定不动的磁体，不动的磁体，也叫也叫定子定子。旋转磁场的产生旋转磁场的产生 设电动机为设电动机为2 2极极, ,每相绕组只有一个线圈每相绕组只有一个线圈.

6、.规定规定: :当电流为正时当电流为正时, ,从首端进尾端从首端进尾端出出; ;电流为负时电流为负时, ,从从尾端进首端出尾端进首端出. .在在0-T/20-T/2这个区间这个区间, ,分析有一相电流为零的几个点分析有一相电流为零的几个点. (1)(1)三相正弦交流电通入电动机定子的三相绕组三相正弦交流电通入电动机定子的三相绕组, ,产生产生旋转磁场旋转磁场, ,旋转磁场的转速称之为旋转磁场的转速称之为同步转速同步转速; ;(2)(2)旋转磁场切割旋转磁场切割转子转子导体导体, ,产生产生感应电势感应电势; ;(3)(3)转子绕组中转子绕组中感生电流感生电流; ;(4)(4)转子电流在旋转磁场

7、中产生力转子电流在旋转磁场中产生力, ,形成形成电磁转矩电磁转矩, ,电动机就转电动机就转动起来了。动起来了。 电动机的转速达不到旋转磁场的转速电动机的转速达不到旋转磁场的转速, ,否则否则, ,就不能切割就不能切割磁力线磁力线, ,就没有感应电势就没有感应电势, ,电动机就停下来了电动机就停下来了. .转子转速与同转子转速与同步转速不一样步转速不一样, ,差那么一些差那么一些, ,称之为称之为异步异步。 设设同步转速同步转速为为n no o, ,电动机的转速为电动机的转速为n,n,则转速差为则转速差为 ; n; no o-n;-n; 电动机的转速差与同步转速之比定义为异步电动机的电动机的转速

8、差与同步转速之比定义为异步电动机的转转差率差率S,SS,S是分析异步电动机运行情况的主要参数是分析异步电动机运行情况的主要参数, ,且且 00nnnSn旋转磁场的旋转方向与三相交流电的相序一致旋转磁场的旋转方向与三相交流电的相序一致; ;n改变三相交流电的相序改变三相交流电的相序, ,即即A-B-CA-B-C变为变为C-B-A,C-B-A,旋转磁场反向旋转磁场反向; ;n要改变电动机的转向要改变电动机的转向, ,只要任意对调三相电源的两根接线只要任意对调三相电源的两根接线. .旋转磁场的旋转方向旋转磁场的旋转方向pfn600旋转磁场旋转磁场的旋转速度的旋转速度-同步转速同步转速n no 定子绕

9、组定子绕组线端连接方式线端连接方式三相三相异步电动机的额定值异步电动机的额定值电动机铭牌数据电动机铭牌数据: :额定功率额定功率P PN N; ;额定电压额定电压U UN N; ;额定频率额定频率f=50Hz;f=50Hz;额定电流额定电流I IN N; ;额定转速额定转速n nN N; ;额定效率额定效率NNNnPT9550NNNNNIUPcos3额定负载转矩额定负载转矩有的参数要经过计算得出有的参数要经过计算得出: :鼠笼式三相异步电动机的结构示意图鼠笼式三相异步电动机的结构示意图异步电机外形异步电机外形异步电机风扇异步电机风扇异步电机异步电机 外壳外壳异步电机转子异步电机转子 端盖端盖异

10、步电机转子异步电机转子 端盖端盖异步电机转子异步电机转子 轴承轴承异步电机转子异步电机转子异步电机转子：端环异步电机转子：端环异步电机转子异步电机转子异步电机转子异步电机转子异步电机转子异步电机转子 放大放大异步电机定子异步电机定子 内部内部异步电机定子异步电机定子 外形外形异步电机定子异步电机定子 底部底部异步电机定子异步电机定子 端部端部异步电机定子异步电机定子 端端部部异步电机定子异步电机定子 端部端部定子铁芯定子铁芯 气隙气隙 绕绕线线式式转子转子鼠笼绕组鼠笼绕组三相单叠绕组三相单叠绕组双层绕组双层绕组 连相绕组连相绕组双层绕组双层绕组 分极分相分极分相极距极距是用槽数来表示的是用槽数

11、来表示的, ,用定子用定子( (或转子或转子) )铁芯的槽数除以电机的极铁芯的槽数除以电机的极数数( (如六极电极为六如六极电极为六) )得得极距。极距。单个单个线圈线圈( (称元件称元件) )两个有效边所跨的槽数为两个有效边所跨的槽数为节距节距, ,节距等于极距时节距等于极距时称称全距全距绕组绕组，小于，小于极距时称极距时称短距绕组短距绕组，相反，相反为为长距绕组长距绕组。鼠笼电动机转子和线绕电动机转子绕组与外部接线鼠笼电动机转子和线绕电动机转子绕组与外部接线sn0nNsNnmsm10TNTstTmaxTemABCD三相异步电动机的机械特性三相异步电动机的机械特性=f(T)异步电动机降压时的

12、人为机械特性异步电动机降压时的人为机械特性snsm10TLUN0TstTmaxTemn1A0.8UN0.64Tst0.64Tr2+Rs3Tst22r2+Rs2Tst1sm1r2+Rs11 0TstTmTems n0n1smr2sm2r2转子回路串电阻时的机械特性转子回路串电阻时的机械特性1 0TmTemsms n0n1Tmxstsm定子串电抗器时的机械特性HB 磁导率磁导率 的单位：的单位：亨亨/ /米（米（H/mH/m）由实验可测得：真空的磁导率为：由实验可测得：真空的磁导率为：H/m10470 真空磁导率是一个常数，将其它物质的磁导率和它比较是很方便真空磁导率是一个常数，将其它物质的磁导率

13、和它比较是很方便的。的。相对磁导率相对磁导率 r r： 任一种物质的磁导率任一种物质的磁导率 和真空的磁导率和真空的磁导率 0 0的比值的比值。0r HH0 0BB 导电材料（铜、铝）导电材料（铜、铝）导磁材料（钢铁，如硅钢片、铸铁等）导磁材料（钢铁，如硅钢片、铸铁等）绝缘材料（隔离电、磁系统）绝缘材料（隔离电、磁系统）结构材料（将电机的部件组合在一起）结构材料（将电机的部件组合在一起）电机电机的主要制造材料的主要制造材料其他（散热、冷却、润滑材料）其他（散热、冷却、润滑材料）自然界的所有物质按磁导率的大小，大体上可分自然界的所有物质按磁导率的大小，大体上可分为磁性材料和非磁性材料。为磁性材料

14、和非磁性材料。铁磁材料的重要特性铁磁材料的重要特性1.1.高高导磁性导磁性 0 0铸钢：铸钢： 1000 0 硅钢片：硅钢片： ( 6 0007 000) 0 玻莫合金：玻莫合金： 比比 0 大几万倍。大几万倍。 磁性物质内部存在着很多很小的磁性物质内部存在着很多很小的“磁畴磁畴”。磁畴（磁化前）磁畴（磁化前）磁畴（磁化后）磁畴（磁化后） 铁铁磁材料的高导磁性被广泛应用于变压器和电机磁材料的高导磁性被广泛应用于变压器和电机中。中。起始磁化曲线起始磁化曲线BHO2.磁饱和磁饱和性性 B = H （ 常数）常数） B 与与H 的关系称为的关系称为B H 曲线或磁化曲线。曲线或磁化曲线。磁化曲线磁化

15、曲线abcdB = f (H)B = 0H3. 磁滞性磁滞性BHOHmBm剩磁剩磁Hm矫顽磁力矫顽磁力BrHcBmHCBr磁滞回线磁滞回线BHO基本磁化曲线基本磁化曲线(1) 硬磁物质硬磁物质: B H 曲线宽，曲线宽，Br 大、大、Hc 大。大。 用于制造永磁铁。用于制造永磁铁。(2) 软磁物质：软磁物质： B H 曲线窄，曲线窄， Br 小、小、Hc 小。小。 用于制造变压器、电机等电器的铁心。用于制造变压器、电机等电器的铁心。(3) 矩磁物质：矩磁物质： B H 曲线形状接近矩形，曲线形状接近矩形， Br 大、大、Hc 小。小。 用于计算机中，作记忆单元。用于计算机中，作记忆单元。 按磁

16、滞回线的不同，铁磁材料可分为：按磁滞回线的不同，铁磁材料可分为：1111cos3IUP 1112PPPPP电源输入的功率电源输入的功率P1:P1:电动机的输出功率电动机的输出功率P2(P2(铭牌铭牌功率功率) )P2P2等于等于P1P1减去电动机的总损耗减去电动机的总损耗1r1x2r2x21rss1U1I0I2Imrmx1cupFep2cupmecPemP1P铁心损耗：铁心损耗：(1(1) ) 磁滞损耗磁滞损耗P Ph h 铁磁材料置于交变磁场中时，材料被反复交变磁化，铁磁材料置于交变磁场中时，材料被反复交变磁化，磁畴相互摩擦造成能量的消耗。磁畴相互摩擦造成能量的消耗。(2) (2) 涡流损耗涡流损耗P Pe e 铁心既是导磁体又是导电体，交变磁场在铁心铁心既是导磁体又是导电体，交变磁场在铁心中感应的电动势将在铁心中引起涡流，产生损耗。中感应的电动势将在铁心中引起涡流，产生损耗。 减涡流损耗的方法：减涡流损耗的方法： 增大铁心的电阻率，加硅，增大铁心的电阻率，加硅， 减小涡流及其损减小涡流及其损耗耗 ； 用很薄的硅钢片叠成铁心，增大电阻，减小涡用很薄的硅钢片叠成铁心，增大电阻，减小涡流及其损耗流及其损耗 。谢谢谢谢! !