电动机分类及原理汇编

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1、电磁直流电动机 永磁直流电动机 无刷直流电动机 电动机 直流电动机 交流电动机 有刷直流电动机 单相电动机 三相电动机 稀土永磁直流电 动机 铁氧体永磁直流 电动机 铝镍钴永磁直流 电动机 串励直流电动机 并励直流电动机 他励直流电动机 复励直流电动机 电动机种类 1、按工作电源种类划分 电动机 直流电动机 同步电动机 异步电动机 磁滞同步电动机 永磁同步电动机 磁阻同步电动机 感应电动机 交流换向器电动机 三相异步电动机 单相异步电动机 罩极异步电动机 2、按结构和工作原理划分 推斥电动机 单相串励电动机 交直流两用电动机 电动机 电容起动式单相异步电动机 电容运转式单相异步电动机 电容起动

2、运转式单相异步电动机 分相式单相异步电动机 电动机 驱动用电动机 控制用电动机 电动工具用电动机 家电用电动机 通用小型机械设备用电动机 步进电动机 伺服电动机 3.起动与运行方式划分 5.按用途划分 4、按转子的结构划分 电动机 鼠笼型异步电动机 绕线型异步电动机 电动机 低速电动机 高速电动机 恒速电动机 调速电动机 齿轮减速电动机 电磁减速电动机 力矩电动机 爪极同步电动机 有级恒速电动机 无级恒速电动机 有级变速电动机 无级变速电动机 电磁调速电动机 直流调速电动机 PWM变频调速电动机 开关磁阻调速电动机 6、按运转速度划分 返回 无刷直流电动机(BLDC)结构和原理 无刷直流电动机

3、是采用半导体开关器件来实现电子换向 的，如图1所示,即用电子开关器件代替传统的接触式换向器 和电刷。它具有可靠性高、无换向火花、机械噪声低等优点 ，广泛应用于高档录音座、录像机、电子仪器及自动化办公 设备中。 无刷直流电动机由永磁体转子、多极绕组定子、位置传 感器等组成，如图2所示。位置传感按转子位置的变化，沿 着一定次序对定子绕组的电流进行换流（即检测转子磁极相 对定子绕组的位置，并在确定的位置处产生位置传感信号， 经信号转换电路处理后去控制功率开关电路，按一定的逻辑 关系进行绕组电流切换）。定子绕组的工作电压由位置传感 器输出控制的电子开关电路提供。 图1 图2 无刷DC电机具有永磁转子和

4、绕线定子。并且， 无刷DC电机可以分为2类：一类具有外部旋转磁 铁，另一类则具有内部旋转磁体。在无刷DC电机 中，感应线圈（相位）的位置（对于恒定磁场而 言），受通过电流所产生的感应磁场, 而切换（转 换）到适当的相位。霍尔效应传感器通常用于感 应转子的位置。另外，也可以采用无传感器方 法。 返回 永磁直流电动机 永磁式直流电动机也由定子磁极、转子、电刷、外壳等组成，定子磁极采用永磁 体（永久磁钢），有铁氧体、铝镍钴、钕铁硼等材料 F=BIL B磁通密度; L通电导体长度； I 导体中电流； F方向左手定则 如右图所示，电刷A,B上加上 直流电源，便形成直流电动机 的物理模型这个实现线圈abc

5、d 中便有电流通过。其方向为从 a到d，线圈中电流I与磁场作用，产生 电磁力 f=BIL，电枢再次电磁力的作用下旋转起来，进而带动生产机械的运转。力的方向 由左手定则判定，图示时刻，电流从a到d，则ab段所受电磁力的方向为从右向左，电枢 逆时针方向旋转。当电枢转过180度时，外部电路的电流I不变，线圈中的电流方向为从d 到a，此时电磁力方向不变，电机沿恒定方向旋转。 定子包含2个或多个永磁极片。转子包 含通过电刷与电压源相连的绕组和机械 换向器。吸引通电绕组的相反极性和定 子磁铁，转子就会旋转，直到与定子对 齐为止。转子一与定子对齐，电刷就会 跨过换向器接点，并且给下一个绕组通 电，从而产生连

6、续转动。电机的速度与 施加在其上的电压成正比。颠倒电机连 接方向，转向也会改变。 返回 电磁直流电动机按励磁方式分类 电磁式直流电动机的定子磁极（主磁极）由铁心和励磁绕组构成。根据 其励磁（旧标准称为激磁）方式的不同又可分为他励直流电动机、并励直 流电动机、串励直流电动机和复励直流电动机。因励磁方式不同，定子磁 极磁通（由定子磁极的励磁线圈通电后产生）的规律也不同。 返回 旋转磁场 （1）产生 图3表示最简单的三相定子绕组AX、BY、CZ，它们在空间按互 差120的规律对称排列。并接成星形与三相电源U、V、W相联。则三相定 子绕组便通过三相对称电流：随着电流在定子绕组中通过，在三相定子绕 组中

7、就会产生旋转磁场(图4)。 （2）旋转磁场的方向 旋转磁场的方向是由三相绕组中电流相序决定的，若想改变旋转磁场的方 向，只要改变通入定子绕组的电流相序，即将三根电源线中的任意两根对 调即可。这时，转子的旋转方向也跟着改变。 图 4 旋转磁场的形成 图3 三相异步电动机定子接线 (1)当三相异步电机接入三相交流电源时，三相定子绕组流过三相对称电流产 生的三相磁动势（定子旋转磁动势）并产生旋转磁场。 (2)该旋转磁场与转子导体有相对切割运动,根据电磁感应原理,转子导体产生感 应电动势并产生感应电流。 （3）根据电磁力定律，载流的转子导体在磁场中受到电磁力作用，形成电磁转 矩，驱动转子旋转，当电动机

8、轴上带机械负载时，便向外输出机械能。 异步电机的工作原理 三相异步电机利用将电能转化成机械能的感应原 理。导线被置于电磁场内，受力的影响会让它穿过磁 场。在AC感应电机中，磁场被置于固定部分（定子 ）内。受电磁力影响的导体位于转子内。 定子通常由3个成120电角度的相位绕组组成。通 入三相交流电时，它们会在转子的导线内产生电流。 定子产生的磁场的相互作用和转子内的载流导线使得 转子被定子磁场“拖”转。 返回 异步电机是一种交流电机，其负载时的转速与所接电网的频率之比不是恒定关 系。还随着负载的大小发生变化。负载转矩越大，转子的转速越低。异步电机包 括感应电机、双馈异步电机和交流换向器电机。感应

9、电机应用最广，在不致引起 误解或混淆的情况下，一般可称感应电机为异步电机。 1单相异步电动机 定子由机座和带绕组的铁心组成。铁心由硅钢片冲槽叠压而成，槽内嵌装两 套空间互隔90电角度的主绕组（也称运行绕组）和辅绕组（也称起动绕组成副绕 组）。主绕组接交流电源，辅绕组串接离心开关S或起动电容、运行电容等之后 ，再接入电源。 转子为笼型铸铝转子，它是将铁心叠压后用铝铸入铁心的槽中，并一起铸出 端环，使转子导条短路成鼠笼型。 分相电动机定子 绕组示意图 单相凸极式罩极异 步电动机结构示意 图 假设转子的逆时针方向为正方向，看下图，那么 转子对正向磁场的转差率为S+=（n1-n）/n1 转子对反向磁场

10、的转差率为S-=（n1-（-n）/n1=2-S+ 0S+|T-|; 0S-T+;S+=1时，T+=T-合成转矩为 0。 单相异步电动机又分为单 相电阻起动异步电动机，单 相电容起动异步电动机、单 相电容运转异步电动机和单 相双值电容异步电动机 单相异步电动机的T-s曲线 返回 三相异步电动机 三相异步电动机的结构与单相异步电动机相似，其定子铁心槽中嵌装 三相绕组（有单层链式、单层同心式和单层交叉式三种结构）。定子绕组成 接入三相交流电源后，绕组电流产生的旋转磁场，在转子导体中产生感应电 流，转子在感应电流和气隙旋转磁场的相互作用下，又产生电磁转柜（即异 步转柜），使电动机旋转。 鼠笼型异步电动

11、机 绕线型异步电动机 异步电动机的外部接线 三相笼式异步电动机的部件图 N S （1）电磁转矩的产生 电磁力电磁转矩 T,T 与 n0 同方向。 工作原理示意图 二、三相异步电动机的基本工作原理 （2）电动机转速n和旋转磁 场同步转速n0的关系? 电机转子转动方向与磁 场旋转的方向一致， 但 nLd 气隙较小，有较好的 弱磁能力 返回 磁阻式同步电动机 磁阻同步电动机又称为反应式同步电动机，这种电机的转子本 身没有磁性，只是利用磁场中可移动部件企图使磁路磁阻最小的原 理，依靠转子两个正交方向磁阻的不同而产生转矩，这种转矩称为 磁阻转矩或反应转矩。 磁阻同步电动机由于结构简单，成本低廉，获得了较为广泛的 应用。磁阻同步电动机有单相的和三相的，功率从几瓦到几百瓦。 一、基本结构 二、工作原理 磁阻式同步电机结构图 返回 磁滞同步电动机 磁滞同步电动机的转子是用硬磁材料做成的，这种硬磁材料具 有比较宽的磁滞回环，其剩磁密度Br和矫顽力Hc要比软磁材料大 ，如图5-12所示。 磁滞电动机的主要优点是结构简单，运转可靠，起动转矩大， 不需要装任何起动装置就能平稳地牵入同步。目前，磁滞同步电动 机主要应用于无线电通讯、自动记录、传真及遥控装置等， 其中 50W以下小功率的应用最为广泛。 一、基本结构 二、工作原理 ENDEND