电动机基础知识课堂PPT

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1、电动机的基础知识电动机的基础知识20182018年年年年3 3月月月月1 1常用电动机的分类：常用电动机的分类：常用电动机的分类：常用电动机的分类：电动机电动机电动机电动机交流电动机交流电动机交流电动机交流电动机直流电动机直流电动机直流电动机直流电动机三相电动机三相电动机三相电动机三相电动机单相电动机单相电动机单相电动机单相电动机同步电动机同步电动机同步电动机同步电动机异步电动机异步电动机异步电动机异步电动机他励电动机他励电动机他励电动机他励电动机自励电动机自励电动机自励电动机自励电动机 电动机分类电动机分类2 2 三相异步电动机铭牌数据三相异步电动机铭牌数据型号型号型号型号 用以表明电动机的

2、系列、几何尺寸和极数。用以表明电动机的系列、几何尺寸和极数。例如：例如： Y 132 M4 三相异步电动机三相异步电动机机座中心高（机座中心高（mm）机座长度代号机座长度代号磁极数磁极数( 极对数极对数 p = 2 )3 3电气派生系列系列名称系列名称系列名称系列名称 性能和结构特点性能和结构特点性能和结构特点性能和结构特点 适用范围适用范围适用范围适用范围 高效率电机高效率电机如：如：NENE、Y3 Y3 降低电机运行损耗、提高降低电机运行损耗、提高效率效率 适适用用于于驱驱动动长长期期连连续续高高负负载载率率运运行行的的设设备备，如如纺纺织织机机械械、风风机机、水水泵泵、石油行业石油行业高

3、转差率电机高转差率电机如：如：YH YH 较较高高的的额额定定转转差差率率，较较高高的的起起动动转转矩矩，较较低低的的起起动动电流和较软的机械特性电流和较软的机械特性 用于驱动转动惯量大且具有冲击性用于驱动转动惯量大且具有冲击性负载的机械，如剪床、压力机、锻负载的机械，如剪床、压力机、锻压机压机 高起动转矩电机高起动转矩电机如：如：NCNC、ND ND 具有较高的起动转矩具有较高的起动转矩 用于驱动静止负载或转动惯量较大用于驱动静止负载或转动惯量较大的机械的机械 变极多速电机变极多速电机如：如：YDYD、YBD YBD 改变定子绕组接线方法以改变定子绕组接线方法以改变极对数，得到多种转改变极对

4、数，得到多种转速速 用于驱动有级变速设备用于驱动有级变速设备 变频电机变频电机如：如：YVF2 YVF2 宽调速范围的无级调速宽调速范围的无级调速 用于机床风机、水泵等需要调速的用于机床风机、水泵等需要调速的场所场所 4 4结构派生系列 系列名称系列名称系列名称系列名称 性能和结构特点性能和结构特点性能和结构特点性能和结构特点 适用范围适用范围适用范围适用范围 电磁调速电机电磁调速电机如如 ： YCTYCT、YCT LYCT L由异步电动机和电磁转由异步电动机和电磁转差离合器组成，通过控差离合器组成，通过控制器调节离合器的励磁制器调节离合器的励磁电流而调节转速电流而调节转速 用于驱动恒转矩或风

5、机型负载设用于驱动恒转矩或风机型负载设备（无级变速）备（无级变速） 电磁制动电机电磁制动电机如如 ： YEJYEJ、YDEJ YDEJ 由异步电动机和电磁制由异步电动机和电磁制动器组成，电动机定子动器组成，电动机定子断电时，转子迅速制动断电时，转子迅速制动停转停转 用于驱动要求快速、准确停机的用于驱动要求快速、准确停机的设备，如起重运输机械、传送机设备，如起重运输机械、传送机械械 低低振振动动、低低操操声电机声电机如：如：YZCYZC、YJZ YJZ 提高转子动平衡精度及提高转子动平衡精度及关键部位加工精度，降关键部位加工精度，降低电动机振动、噪声低电动机振动、噪声 用于驱动精密机床设备用于驱

6、动精密机床设备 风机泵用电机风机泵用电机如：如：YFP YFP 能承受轴向力能承受轴向力 风机、泵风机、泵 5 5特殊环境派生系列系列名称系列名称系列名称系列名称 性能和结构特点性能和结构特点性能和结构特点性能和结构特点 适用范围适用范围适用范围适用范围 户外防腐蚀电机户外防腐蚀电机如如 ： Y-WFY-WF、YFB YFB 防防护护等等级级IP54IP54或或IP55IP55，结结构构、材材料料、工工艺艺采用防腐蚀措施及密封措施采用防腐蚀措施及密封措施 用用于于有有腐腐蚀蚀性性气气体体或或粉粉尘尘的的户户内内、外外场所场所 隔爆型电机隔爆型电机如如：YB2YB2、YBVF2 YBVF2 加加

7、强强外外壳壳机机械械强强度度，并并保保证证各各接接合合面面上上具具有有一一定定间间隙隙参参数数，一一旦旦电电机机内内部部爆爆炸炸亦亦不不致引起周围环境的爆炸性混合物爆炸致引起周围环境的爆炸性混合物爆炸用用于于石石油油、化化工工、煤煤矿矿井井下下有有爆爆炸炸危危险的场所险的场所增安型电机增安型电机如：如：YA YA 在在正正常常运运行行时时不不产产生生火火花花、电电弧弧或或危危险险温温度度的的电电动动机机中中，采采取取适适当当措措施施提提高高其其防防爆爆安全性安全性用用于于仅仅在在不不正正常常情情况况下下才才能能形形成成爆爆炸炸性混合物的场所性混合物的场所船用电机船用电机Y-H Y-H 加强外壳

8、机械强度，使之能承受冲击振加强外壳机械强度，使之能承受冲击振动及一定倾斜角，环境温度较高，并伴动及一定倾斜角，环境温度较高，并伴有凝露、盐雾及霉菌的侵蚀有凝露、盐雾及霉菌的侵蚀 用于驱动船舶上的用于驱动船舶上的一般机械设备一般机械设备 6 6专用系列系列名称系列名称系列名称系列名称 性能和结构特点性能和结构特点性能和结构特点性能和结构特点 适用范围适用范围适用范围适用范围 辊道用电机辊道用电机如：如：YGYG高高起起动动转转矩矩、能能频频繁繁起起动、正反转动、正反转用于驱动轧钢辊道用于驱动轧钢辊道力矩电机力矩电机如：如：YLJ YLJ 机机械械特特性性软软，能能在在堵堵转转到到接接近近同同步步

9、转转速速范范围围内内稳定运行稳定运行用用于于驱驱动动恒恒张张力力、恒恒线线速速、恒恒转转矩的机械矩的机械振动电机振动电机 电动机带偏心块，使其电动机带偏心块，使其本身整体产生振动本身整体产生振动 用用于于传传送送带带上上的的物物料料传传输输及及建建筑筑机械机械木工用电机木工用电机如：如：YMYM转转动动惯惯量量较较小小，过过载载能能力力大大，有有多多种种形形状状和和尺尺寸的轴伸寸的轴伸用于驱动各种木工机械用于驱动各种木工机械起起重重及及冶冶金金用用电机电机如：如：YZYZ、YZR YZR 断断续续定定额额，起起动动转转矩矩较较高高，能能频频繁繁起起动动，过过载载能力大能力大用用于于驱驱动动冶冶

10、金金辅辅助助设设备备及及一一般般起起重机械重机械 7 7中型高压电机系列系列名称性能和结构特点适用范围Y系列中型高压三相异步电动机（H355630）防护等级IP23，箱式结构，安装方式IMB3，机座钢板焊接，重量轻，刚性好，维护保养方便具有高效、节能、起动性能好、振动小、噪声低零部件通用化、标准化程度高适用于各种通用机械，如压缩机、鼓风机、水泵、切削机床、运输机床、球磨机、轧钢机、卷扬机、电铲等YKK、YKK-W系列中型高压三相异步电动机（H355630）是Y系列派生产品，适用于周围环境差，防护要求高的场合，也可用于户外可驱动水泵、压缩机、破碎机、运输机械等通用机械YR系列中型高压三相异步电动

11、机（H355630）高压绕线型转子，防护等级为IP23，具有结构合理、工艺先进起动转矩大、起动电流小特点适用于通用机械和鼓风机、磨煤机、轧钢机、卷扬机等YRKK系列中型高压三相异步电动机（H355630）电动机结构先进可靠、性能优良、具有高效节能、噪音低、振动小、运行安全可靠等优点。适合驱动各种不同机械设备、如通用机、水泵、压缩机、破碎机、搅拌机、球磨机、运输机械化工机械，矿山机械等YKS系列中型高压三相异步电动机（H355630）电动机是空水冷却方式，也可做成户外式是90年代新设计的产品，防护等级为IP44，户外式为IP54，其它特性同YKK系列适用于户外，含有尘埃、盐份、潮湿的环境中Y2系

12、列全散热结构中型高压三相异步电动机其防护等级为IP23、IP44、IP54甚至还可以做成防爆增安型结构和变频电机，其有内外独立的双通道冷却装置，同时采用“三轴承”结构，其它性能指标与Y系列相同适用场合为造纸、电力水处理、化工化肥、石化、钢铁采矿等众多工业领域中8 8接法接法定子三相绕组的联接方法定子三相绕组的联接方法定子三相绕组的联接方法定子三相绕组的联接方法V V1 1WW2 2U U1 1WW1 1U U2 2V V2 2U2U1W2V1V2W1U1V V1 1WW1 1WW2 2U2V V2 2Y Y 联结联结联结联结W1U U1 1V1W2U U2 2V2 联结联结联结联结9 9电压电

13、压电压电压例如：例如：380/220V、Y/ 是指线电压为是指线电压为 380V 时时 采用采用 Y联结联结；线电压为；线电压为 220V 时采用时采用 联结联结。说明：一般规定，电动机的运行电压不能高于或说明：一般规定，电动机的运行电压不能高于或说明：一般规定，电动机的运行电压不能高于或说明：一般规定，电动机的运行电压不能高于或低低低低 于额定值的于额定值的于额定值的于额定值的 5% 5% 。因为在电动机满载或接近。因为在电动机满载或接近。因为在电动机满载或接近。因为在电动机满载或接近 满载情况下运行时，电压过高满载情况下运行时，电压过高满载情况下运行时，电压过高满载情况下运行时，电压过高

14、或过低都会使或过低都会使或过低都会使或过低都会使 电动机的电流大于额定值电动机的电流大于额定值电动机的电流大于额定值电动机的电流大于额定值, , 从而使电动机过热。从而使电动机过热。从而使电动机过热。从而使电动机过热。电动机在额定运行时定子绕组上应加的线电电动机在额定运行时定子绕组上应加的线电电动机在额定运行时定子绕组上应加的线电电动机在额定运行时定子绕组上应加的线电压压压压值值值值。 三相异步电动机的额定电压有三相异步电动机的额定电压有三相异步电动机的额定电压有三相异步电动机的额定电压有380V380V，3000V,3000V, 及及及及6000V6000V等多种。等多种。等多种。等多种。1

15、010电流电流例如：例如：例如：例如： Y / Y / 6.73 / 11.64 A6.73 / 11.64 A 表示星形表示星形联结联结下电机的线电流为下电机的线电流为 6.73A；三角形；三角形联结联结下线电下线电流为流为 11.64A。 功率功率功率功率 电动机在额定运行时定子绕组的电动机在额定运行时定子绕组的线电流值。线电流值。线电流值。线电流值。额定功率是指电机在额定运行时轴上输出的机额定功率是指电机在额定运行时轴上输出的机械功率械功率 大小。大小。1111 异步电动机产品名称代号异步电动机产品名称代号产品名称产品名称产品名称产品名称异步电动机异步电动机异步电动机异步电动机绕线式异步

16、电动机绕线式异步电动机绕线式异步电动机绕线式异步电动机防爆型异步电动机防爆型异步电动机防爆型异步电动机防爆型异步电动机高起动转矩异步电动机高起动转矩异步电动机高起动转矩异步电动机高起动转矩异步电动机新代号新代号新代号新代号汉字意义汉字意义汉字意义汉字意义老代号老代号老代号老代号Y Y异异异异异绕异绕异绕异绕异爆异爆异爆异爆异起异起异起异起YRYRYBYBYQYQYQYQJ J、JOJOJRJR、JROJROJBJB、JBOJBOJQJQ、JQOJQO1212三相异步电动机的结构三相异步电动机的结构下面是它主要部件的拆分图下面是它主要部件的拆分图。 右图是一台三相鼠笼型异步电右图是一台三相鼠笼型

17、异步电动机的外形图。动机的外形图。1313定子部分1414一、定子部分1、定子铁心定子铁心导磁部分。导磁部分。 定子铁心是电机磁路的一部分，并起固定定子绕组的作用。为了增强导磁能力和减小铁耗，定子铁心常选用0.5mm或0.35mm厚的硅钢片冲制叠压而成，片间涂上绝缘漆。定子铁心内圆均匀冲出许多形状相同的槽，用以嵌放定子绕组。151516162、定子绕组定子绕组：放在定子铁心内圆槽内放在定子铁心内圆槽内导电导电部分。部分。 定子绕组是异步电动机的电路部分，其材料定子绕组是异步电动机的电路部分，其材料主要采用紫铜。小型异步电动机常采用三相单主要采用紫铜。小型异步电动机常采用三相单层绕组，大中型异步

18、电动机常采用三相双层短层绕组，大中型异步电动机常采用三相双层短矩叠绕组形式，三相绕组的六个出线端子均接矩叠绕组形式，三相绕组的六个出线端子均接在机座侧面的接线板上，可根据需要将三相绕在机座侧面的接线板上，可根据需要将三相绕组接成组接成Y形或形或形。形。一、定子部分171718183、机座机座 机座是电动机的外壳，支撑电机各机座是电动机的外壳，支撑电机各部件，并通过机座的底脚将电机安装固定。部件，并通过机座的底脚将电机安装固定。全封闭式电机的定子铁心紧贴机座内壁，全封闭式电机的定子铁心紧贴机座内壁，故机座外壳上的散热筋是电机的主要散热故机座外壳上的散热筋是电机的主要散热面。中小型电机采用铸铁机座

19、。大型电机面。中小型电机采用铸铁机座。大型电机一般采用钢板焊接机座。一般采用钢板焊接机座。一、定子部分19192020转子部分21211、转子铁心转子铁心 转子铁心也是电机磁路的组成部分，转子铁心也是电机磁路的组成部分，并用来固定转子绕组。铁心材料也用并用来固定转子绕组。铁心材料也用0.5mm或或0.35mm厚的硅钢片冲制叠厚的硅钢片冲制叠压而成，故通常用冲制定子铁芯冲片剩压而成，故通常用冲制定子铁芯冲片剩余下来的内圆部分制作。转子铁芯固定余下来的内圆部分制作。转子铁芯固定在转轴上，其外圆上开有槽，用来嵌放在转轴上，其外圆上开有槽，用来嵌放转子绕组。转子绕组。二、转子部分222223232、转

20、子绕组转子绕组根据转子绕组的结构型根据转子绕组的结构型式可分为式可分为 1）鼠笼式转子：转子铁心的每个槽内）鼠笼式转子：转子铁心的每个槽内插入一根裸导条，形成一个多相对称短插入一根裸导条，形成一个多相对称短路绕组。路绕组。 2）绕线式转子：转子绕组为三相对称）绕线式转子：转子绕组为三相对称绕组，嵌放在转子铁心槽内。绕组，嵌放在转子铁心槽内。二、转子部分2424按转子结构分：按转子结构分：绕线型异步电动机绕线型异步电动机鼠笼型异步电动机鼠笼型异步电动机2525鼠笼型转子鼠笼型转子铁心和绕组铁心和绕组结构示意图结构示意图三相绕线型三相绕线型转子结构图转子结构图2626三相异步电动机工作原理2727

21、图图图图为为为为三三三三相相相相异异异异步步步步电电电电动动动动机机机机转转转转动动动动原原原原理理理理示意图。示意图。示意图。示意图。 三相交流电通入定子绕组三相交流电通入定子绕组三相交流电通入定子绕组三相交流电通入定子绕组后，便形成了一个旋转磁场，后，便形成了一个旋转磁场，后，便形成了一个旋转磁场，后，便形成了一个旋转磁场，旋转磁场的磁力线被转子导体旋转磁场的磁力线被转子导体旋转磁场的磁力线被转子导体旋转磁场的磁力线被转子导体切割，根据电磁感应原理，转切割，根据电磁感应原理，转切割，根据电磁感应原理，转切割，根据电磁感应原理，转子导体产生感应电动势。转子子导体产生感应电动势。转子子导体产生

22、感应电动势。转子子导体产生感应电动势。转子绕组是闭合的，则转子导体有绕组是闭合的，则转子导体有绕组是闭合的，则转子导体有绕组是闭合的，则转子导体有电流流过。电流流过。电流流过。电流流过。异步电动机 三相电动机的转动原理2828旋转磁场的旋转速度两极三相异步电动机（即两极三相异步电动机（即两极三相异步电动机（即两极三相异步电动机（即2p=22p=2）定子绕组产生的旋转磁）定子绕组产生的旋转磁）定子绕组产生的旋转磁）定子绕组产生的旋转磁场，由分析可见，当三相交流电变化一周后（即每相经过场，由分析可见，当三相交流电变化一周后（即每相经过场，由分析可见，当三相交流电变化一周后（即每相经过场，由分析可见

23、，当三相交流电变化一周后（即每相经过360360度电角度），其所产生的旋转磁场也正好旋转一周，度电角度），其所产生的旋转磁场也正好旋转一周，度电角度），其所产生的旋转磁场也正好旋转一周，度电角度），其所产生的旋转磁场也正好旋转一周，故在两极电动机中旋转磁场的转速等于三相交流电的变化故在两极电动机中旋转磁场的转速等于三相交流电的变化故在两极电动机中旋转磁场的转速等于三相交流电的变化故在两极电动机中旋转磁场的转速等于三相交流电的变化速度即速度即速度即速度即n1=60f1=3000n1=60f1=3000转转转转/ /分。分。分。分。三相异步电动机定子绕组为三相异步电动机定子绕组为三相异步电动机定子

24、绕组为三相异步电动机定子绕组为p p对极时，旋转磁场转速为：对极时，旋转磁场转速为：对极时，旋转磁场转速为：对极时，旋转磁场转速为： n1=60f1/Pn1=60f1/P式中式中式中式中 n1-n1-旋转磁场转速（又称同步转速），转旋转磁场转速（又称同步转速），转旋转磁场转速（又称同步转速），转旋转磁场转速（又称同步转速），转/ /分分分分 f1-f1-三相交流电源的频率，赫三相交流电源的频率，赫三相交流电源的频率，赫三相交流电源的频率，赫 p-p-磁极对数磁极对数磁极对数磁极对数2929铭牌电流额定电流I计算公式交流电机提高了35%，成本增加2030%3030防护等级全封闭式（IP44、IP

25、54、IP55）防护等级（IP22、IP23）开启式（IP11、IP21）代代 号号 含含 义义 第一位数第一位数 字字 含含 义义 第二位数第二位数字字含含 义义 IPIP国际国际防防护护形式形式 2 2防大于防大于12mm12mm固体固体( (如如手指等手指等) ) 1 1防垂直滴防垂直滴水水3 3防淋水防淋水4 4防大于防大于1mm1mm固体固体 4 4防溅水防溅水5 5防喷水防喷水5 5防尘防尘 6 6防海浪防海浪3131安装方式3232特种三相异步电动机起重用锥形电动机起重用锥形电动机多速电动机多速电动机振动电动机振动电动机防爆电动机等防爆电动机等3333多速电动机电机的变速采用改变

26、绕组电机的变速采用改变绕组的连接方式，也就是说用改变的连接方式，也就是说用改变电机旋转磁场的磁极对数来改电机旋转磁场的磁极对数来改变它的转速。变它的转速。 3434振动电动机振动电机可产生振动电机可产生圆形、椭圆形、直圆形、椭圆形、直线形、复合形运动线形、复合形运动方式。振动电机是方式。振动电机是靠自身的高频振动，靠自身的高频振动，来产生振动力的来产生振动力的 。 3535防爆电动机防爆电动机防爆电机是一种可以在易燃防爆电机是一种可以在易燃易爆厂所使用的一种易爆厂所使用的一种电机电机，运行，运行时不产生电火花防爆电机主要用时不产生电火花防爆电机主要用于煤矿、石油天然气、石油化工于煤矿、石油天然

27、气、石油化工和化学工业。此外，在纺织、冶和化学工业。此外，在纺织、冶金、城市煤气、交通、粮油加工、金、城市煤气、交通、粮油加工、造纸、医药等部门也被广泛应用。造纸、医药等部门也被广泛应用。防爆电机作为主要的动力设备，防爆电机作为主要的动力设备，通常用于驱动泵、风机、压缩机通常用于驱动泵、风机、压缩机和其他传动机械。和其他传动机械。 3636单相异步电动机单相异步电动机1、单相异步电动机的结构、单相异步电动机的结构2、单相异步电动机的工作原理、单相异步电动机的工作原理3、单相异步电动机的调速、单相异步电动机的调速4、单相异步电动机常见接线方法、单相异步电动机常见接线方法3737单相异步电动机的结

28、构单相异步电动机的结构单相异步电动机在结构上与三相笼形异步电动机单相异步电动机在结构上与三相笼形异步电动机单相异步电动机在结构上与三相笼形异步电动机单相异步电动机在结构上与三相笼形异步电动机类似，转子绕组也为一笼形转子。定子上有一个单相工作绕类似，转子绕组也为一笼形转子。定子上有一个单相工作绕类似，转子绕组也为一笼形转子。定子上有一个单相工作绕类似，转子绕组也为一笼形转子。定子上有一个单相工作绕组和一个启动绕组，为了能产生旋转磁场，在启动绕组中还组和一个启动绕组，为了能产生旋转磁场，在启动绕组中还组和一个启动绕组，为了能产生旋转磁场，在启动绕组中还组和一个启动绕组，为了能产生旋转磁场，在启动绕

29、组中还串联了一个电容器，其结构如图所示。串联了一个电容器，其结构如图所示。串联了一个电容器，其结构如图所示。串联了一个电容器，其结构如图所示。 3838工作原理工作原理 为为了了能能产产生生旋旋转转磁磁场场，利利用用启启动动绕绕组组中中串串联联电电容容实实现现分分相相，其其接接线线原原理理如如图图a a所所示示。只只要要合合理理选选择择参参数数便便能能使使工工作作绕绕组组中中的的电电流流与与启启动动绕绕组组中中的的电电流流有有相相位位相相差差，如如图图b b所所示示，分分相相后后两两相相电电波波形形如如图图所所示。示。电容分相单相电动机接线图及相量图 两相电流波形图 3939 单相异步电动机的

30、调速单相异步电动机的调速 单单单单相相相相异异异异步步步步电电电电动动动动机机机机的的的的调调调调速速速速方方方方法法法法主主主主要要要要有有有有变变变变频频频频调调调调速速速速、晶晶晶晶闸闸闸闸管管管管调调调调速速速速、串串串串电电电电抗抗抗抗器器器器调调调调速速速速和和和和抽抽抽抽头头头头法法法法调调调调速速速速等等等等。变变变变频频频频调调调调速速速速设设设设备备备备复复复复杂杂杂杂、成成成成本本本本高高高高、很很很很少少少少采采采采用用用用。下下下下面面面面简简简简单单单单介介介介绍绍绍绍目目目目前前前前较较较较多多多多采采采采用用用用的的的的串串串串电电电电抗抗抗抗器器器器调调调调速

31、速速速、抽抽抽抽头头头头法法法法调调调调速速速速和和和和晶晶晶晶闸闸闸闸管管管管调调调调速。速。速。速。（1 1）串电抗器调速）串电抗器调速）串电抗器调速）串电抗器调速 在在在在电电电电动动动动机机机机的的的的电电电电源源源源线线线线路路路路中中中中串串串串联联联联起起起起分分分分压压压压作作作作用用用用的的的的电电电电抗抗抗抗器器器器，通通通通过过过过调调调调速速速速开开开开关关关关选选选选择择择择电电电电抗抗抗抗器器器器绕绕绕绕组组组组的的的的匝匝匝匝数数数数来来来来调调调调节节节节电电电电抗抗抗抗值值值值，从从从从而而而而改改改改变变变变电电电电动动动动机机机机两两两两端端端端的的的的电

32、电电电压压压压，达达达达到到到到调调调调速速速速的的的的目目目目的的的的，如如如如图图图图所所所所示示示示。串串串串电电电电抗抗抗抗器器器器调调调调速速速速，其其其其优优优优点点点点是是是是结结结结构构构构简简简简单单单单，容容容容易易易易调调调调整整整整调调调调速速速速比比比比，但但但但消消消消耗耗耗耗的的的的材材材材料料料料多多多多，调速器体积大。调速器体积大。调速器体积大。调速器体积大。 串电抗器调速接线图 4040（2 2）抽头法调速）抽头法调速 如如果果将将电电抗抗器器和和电电机机结结合合在在一一起起，在在电电动动机机定定子子铁铁心心上上嵌嵌入入一一个个中中间间绕绕组组( (或或称称

33、调调速速绕绕组组) )，通通过过调调速速开开关关改改变变电电动动机机气气隙隙磁磁场场的的大大小小及及椭椭圆圆度度，可可达达到到调调速速的的目目的的。根根据据中中间间绕绕组组与与工工作作绕绕组组和和启启动动绕绕组组的的接接线线不不同同，常常用用的的有有T T形接法和形接法和L L形接法，如图所示。形接法，如图所示。 抽抽头头法法调调速速与与串串电电抗抗器器调调速速相相比比较较，抽抽头头法法调调速速时时用用料料省省，耗耗电电少少，但是绕组嵌线和接线比较复杂。但是绕组嵌线和接线比较复杂。（3）晶闸管调速 利利用用改改变变晶晶闸闸管管的的导导通通角角，来来实实现现加加在在单单相相异异步步电电动动机机上

34、上的的交交流流电电压压的的大大小小，从从而而达达到到调调节节电电动动机机转转速速的的目目的的，这这种种方方法法能能实实现现无无级级调调速速，缺缺点点是是会产生一些电磁干扰。目前常用于吊式风扇的调速上。会产生一些电磁干扰。目前常用于吊式风扇的调速上。（a）T形接法 （b）L形接法 抽头法调速接线图4141图中所示为图中所示为电容运转式单相电容运转式单相电动机，常见的电动机，常见的有单相排风扇、有单相排风扇、鼓风机、家用水鼓风机、家用水泵等，它们的主泵等，它们的主副绕组不一样副绕组不一样。单相异步电动机常见单相异步电动机常见接线方法接线方法1 1副绕组主绕组主绕组电容电容220v电源4242单相异

35、步电动机常见单相异步电动机常见接线方法接线方法2 2副绕组主绕组主绕组电容电容220v电源图中所示为普通图中所示为普通图中所示为普通图中所示为普通单相洗衣机电机内部单相洗衣机电机内部单相洗衣机电机内部单相洗衣机电机内部原理图，其中要注意原理图，其中要注意原理图，其中要注意原理图，其中要注意的时主副绕组是数据的时主副绕组是数据的时主副绕组是数据的时主副绕组是数据是一样的，两绕组的是一样的，两绕组的是一样的，两绕组的是一样的，两绕组的结合点为公共点，两结合点为公共点，两结合点为公共点，两结合点为公共点，两绕组的另外两端跨接绕组的另外两端跨接绕组的另外两端跨接绕组的另外两端跨接电容。单相电源一根电容

36、。单相电源一根电容。单相电源一根电容。单相电源一根直接送给公共点，另直接送给公共点，另直接送给公共点，另直接送给公共点，另外一根送给跨接电容外一根送给跨接电容外一根送给跨接电容外一根送给跨接电容绕组的其中一个绕组的其中一个绕组的其中一个绕组的其中一个。转换转换开关开关4343图中所示图中所示为单相双值电为单相双值电动机，它一般动机，它一般应用与功率稍应用与功率稍微较大的单相微较大的单相电动机使用，电动机使用，例如木工锯床，例如木工锯床，和大功率水泵。和大功率水泵。单相异步电动机常见单相异步电动机常见接线方法接线方法3 3副绕组主绕组主绕组运转电容运转电容220v电源启动启动电容电容离心离心开关

37、开关4444直流电动机直流电动机的构造直流电动机的构造直流电动机的工作原理直流电动机的工作原理他励直流电动机他励直流电动机自励直流电动机自励直流电动机4545直流电动机的构造1风扇；风扇；2机座；机座；3电枢；电枢；4主磁极；主磁极；5刷架；刷架；6换向器；换向器；7接线板；接线板； 8出线盒；出线盒；9换向极；换向极；10端盖端盖直流电动机的结构图直流电动机的结构图 直直直直流流流流电电电电机机机机由由由由定定定定子子子子（固固固固定定定定不不不不动动动动）与与与与转转转转子子子子（旋旋旋旋转转转转）两两两两大大大大部部部部分分分分组组组组成成成成，定定定定子子子子与与与与转转转转子之间有空

38、隙子之间有空隙子之间有空隙子之间有空隙, ,称为气隙。称为气隙。称为气隙。称为气隙。 定定定定子子子子部部部部分分分分包包包包括括括括机机机机座座座座、主主主主磁磁磁磁极极极极、换换换换向向向向极极极极、端端端端盖盖盖盖、电刷等装置；电刷等装置；电刷等装置；电刷等装置； 转转转转子子子子部部部部分分分分包包包包括括括括电电电电枢枢枢枢铁铁铁铁心心心心、电电电电枢枢枢枢绕绕绕绕组组组组、换换换换向向向向器器器器、转轴、风扇等部件。转轴、风扇等部件。转轴、风扇等部件。转轴、风扇等部件。4646他励直流电动机他励直流电动机n n他励直流电动机他励直流电动机的励磁绕组由独的励磁绕组由独立的励磁电源供立

39、的励磁电源供电，它与电枢绕电，它与电枢绕组互不相连。因组互不相连。因此励磁电流的大此励磁电流的大小由励磁电源小由励磁电源Uf的大小决定。的大小决定。4747自励直流电动机n n并励直流电动机并励直流电动机n n串励直流电动机串励直流电动机n n复励直流电动机复励直流电动机4848并励直流电动机并励直流电动机n n励磁绕组与电枢励磁绕组与电枢绕组并联，利用绕组并联，利用调节电阻的大小调节电阻的大小来调节励磁电流，来调节励磁电流，它的特点是励磁它的特点是励磁绕组匝数多，导绕组匝数多，导线截面较小，励线截面较小，励磁电流只占电枢磁电流只占电枢电流的一小部分。电流的一小部分。4949串励直流电动机串励

40、直流电动机n n励磁绕组与电枢绕励磁绕组与电枢绕组串联，因此流过组串联，因此流过励磁绕组的电流与励磁绕组的电流与流过电枢绕组的电流过电枢绕组的电流相等，其特点是流相等，其特点是励磁绕组匝数少，励磁绕组匝数少，导线截面较大，而导线截面较大，而在励磁绕组上的电在励磁绕组上的电压降则很低。压降则很低。5050复励直流电动机复励直流电动机n n它有两组励磁绕它有两组励磁绕组，一组与电枢组，一组与电枢并联，另一组与并联，另一组与电枢绕组串联，电枢绕组串联，当两组绕组产生当两组绕组产生的磁通方向一致的磁通方向一致时，称为积复励时，称为积复励电机。电机。5151伺服和步进电动机伺服和步进电动机n伺服电动机结

41、构和工作原理伺服电动机结构和工作原理n步进电动机结构和工作原理步进电动机结构和工作原理5252伺服电动机伺服电动机从电机结构上看：从电机结构上看：感应电机定子和转子感应电机定子和转子伺服电机定子和转子伺服电机定子和转子线圈永磁铁这两种电机动作原理是怎样的？这两种电机动作原理是怎样的？5353伺服电动机 1 1基本结构基本结构交流伺服电动机主要由定子和转子构成，交流伺服电动机主要由定子和转子构成，定子铁心通常用硅钢片叠压而成。定子定子铁心通常用硅钢片叠压而成。定子铁心表面的槽内嵌有两相绕组，其中一相绕组是铁心表面的槽内嵌有两相绕组，其中一相绕组是励磁绕组，另一相绕组是控制绕组，两相绕组在励磁绕组

42、，另一相绕组是控制绕组，两相绕组在空间位置上互差空间位置上互差9090电角度。工作时励磁绕组电角度。工作时励磁绕组f f与交流励磁电源相连，控制绕组与交流励磁电源相连，控制绕组k k加控制信号电加控制信号电压压。 5454伺服电动机特点伺服电动机特点感应电机动作原理：感应电机动作原理：交流电通过定子时在内部产生旋转磁场，转子切割磁力线产生感应电流，交流电通过定子时在内部产生旋转磁场，转子切割磁力线产生感应电流，感应电流产生与定子磁场相互作用的磁场，这样转子就跟随定子的旋转感应电流产生与定子磁场相互作用的磁场，这样转子就跟随定子的旋转磁场旋转起来，但转子转速始终落后于定子旋转磁场。磁场旋转起来，

43、但转子转速始终落后于定子旋转磁场。伺服电机动作原理：伺服电机动作原理：交流电通过定子时在内部产生旋转磁场，因为伺服电机转子自身带磁铁，交流电通过定子时在内部产生旋转磁场，因为伺服电机转子自身带磁铁，这样转子会立刻跟随定子旋转磁场旋转，并且始终与定子旋转磁场同步。这样转子会立刻跟随定子旋转磁场旋转，并且始终与定子旋转磁场同步。电机自身结构决定了伺服电机比感应电机反应快，加减速迅速。电机自身结构决定了伺服电机比感应电机反应快，加减速迅速。5555伺服电动机三大显著特点n n1、起动转矩大由于转子电阻大，其转矩特性与普通异步电动机的转矩特性相比，有明显的区别。它可使临界转差率S01，这样不仅使转矩特

44、性（机械特性）更接近于线性，而且具有较大的起动转矩。因此，当定子一有控制电压，转子立即转动，即具有起动快、灵敏度高的特点。5656n n2 2、运行范围较广、运行范围较广、运行范围较广、运行范围较广 n n3 3、无自转现象、无自转现象、无自转现象、无自转现象 正常运转的伺服电动机，只要失去控制电压，电正常运转的伺服电动机，只要失去控制电压，电正常运转的伺服电动机，只要失去控制电压，电正常运转的伺服电动机，只要失去控制电压，电机立即停止运转。当伺服电动机失去控制电压后，机立即停止运转。当伺服电动机失去控制电压后，机立即停止运转。当伺服电动机失去控制电压后，机立即停止运转。当伺服电动机失去控制电

45、压后，它处于单相运行状态，由于转子电阻大，定子中它处于单相运行状态，由于转子电阻大，定子中它处于单相运行状态，由于转子电阻大，定子中它处于单相运行状态，由于转子电阻大，定子中两个相反方向旋转的旋转磁场与转子作用所产生两个相反方向旋转的旋转磁场与转子作用所产生两个相反方向旋转的旋转磁场与转子作用所产生两个相反方向旋转的旋转磁场与转子作用所产生的两个转矩特性以及合成转矩特性使转子不能转的两个转矩特性以及合成转矩特性使转子不能转的两个转矩特性以及合成转矩特性使转子不能转的两个转矩特性以及合成转矩特性使转子不能转动。动。动。动。 交流伺服电动机的输出功率一般是交流伺服电动机的输出功率一般是交流伺服电动

46、机的输出功率一般是交流伺服电动机的输出功率一般是0.1-100W0.1-100W。当电源频率为当电源频率为当电源频率为当电源频率为50Hz50Hz，电压有，电压有，电压有，电压有36V36V、110V110V、220220、380V380V；当电源频率为；当电源频率为；当电源频率为；当电源频率为400Hz400Hz，电压有，电压有，电压有，电压有20V20V、26V26V、36V36V、115V115V等多种。等多种。等多种。等多种。 伺服电动机三大显著特点5757伺服电动机另一个特点伺服电动机另一个特点编码器伺服电机相比感应电机伺服电机相比感应电机的一个重要特征的一个重要特征-编码编码器，通

47、过编码器反馈给器，通过编码器反馈给驱动器的信号，驱动器驱动器的信号，驱动器可以准确判断伺服电机可以准确判断伺服电机的转速和准确位置。的转速和准确位置。由于有了以上一些特性，伺服电机就可以做高速高精的定位控由于有了以上一些特性，伺服电机就可以做高速高精的定位控制，或者速度控制，或者扭矩控制。制，或者速度控制，或者扭矩控制。5858步进电动机步进电动机n n一般电动机都是连续旋转，而步进电一般电动机都是连续旋转，而步进电动却是一步一步转动的，故叫步进电动却是一步一步转动的，故叫步进电动机。每输入一个冲信号，该电动机动机。每输入一个冲信号，该电动机就转过一定的角度。因此步进电动机就转过一定的角度。因

48、此步进电动机是一种把脉冲变为角度位移的执行元是一种把脉冲变为角度位移的执行元件。件。 5959 步进电动机的转子为多极分布，定子上嵌有多相星形连接的控制绕组，由专门电源输入电脉冲信号，每输入一个脉冲信号，步进电动机的转子就前进一步。由于输入的是脉冲信号，输出的角位移是断续的，所以又称为脉冲电动机。 6060六拍通电方式的基本原理 设设设设AA相首先通电，转子齿与定子相首先通电，转子齿与定子相首先通电，转子齿与定子相首先通电，转子齿与定子AA、AA对对对对齐（图齐（图齐（图齐（图a a）。然后在）。然后在）。然后在）。然后在AA相继续通电的情况相继续通电的情况相继续通电的情况相继续通电的情况下接

49、通下接通下接通下接通BB相。这时定子相。这时定子相。这时定子相。这时定子BB、BB极对转子齿极对转子齿极对转子齿极对转子齿2 2、4 4产生磁拉力，使转子顺时针方向转产生磁拉力，使转子顺时针方向转产生磁拉力，使转子顺时针方向转产生磁拉力，使转子顺时针方向转动，但是动，但是动，但是动，但是AA、AA极继续拉住齿极继续拉住齿极继续拉住齿极继续拉住齿1 1、3 3，因，因，因，因此，转子转到两个磁拉力平衡为止。这此，转子转到两个磁拉力平衡为止。这此，转子转到两个磁拉力平衡为止。这此，转子转到两个磁拉力平衡为止。这时转子的位置如图时转子的位置如图时转子的位置如图时转子的位置如图3b3b所示，即转子从图

50、所示，即转子从图所示，即转子从图所示，即转子从图(a)(a)位置顺时针转过了位置顺时针转过了位置顺时针转过了位置顺时针转过了1515。接着。接着。接着。接着AA相断相断相断相断电，电，电，电，BB相继续通电。这时转子齿相继续通电。这时转子齿相继续通电。这时转子齿相继续通电。这时转子齿2 2、4 4和和和和定子定子定子定子BB、BB极对齐（图极对齐（图极对齐（图极对齐（图c c），转子从图），转子从图），转子从图），转子从图(b)(b)的位置又转过了的位置又转过了的位置又转过了的位置又转过了1515。其位置如图。其位置如图。其位置如图。其位置如图d d所示。这样，如果按所示。这样，如果按所示。这

51、样，如果按所示。这样，如果按AAAA、BBBBBB、C CC CC C、AAAA的顺序轮流通电，则的顺序轮流通电，则的顺序轮流通电，则的顺序轮流通电，则转子便顺时针方向一步一步地转动，步转子便顺时针方向一步一步地转动，步转子便顺时针方向一步一步地转动，步转子便顺时针方向一步一步地转动，步距角距角距角距角1515。电流换接六次，磁场旋转一。电流换接六次，磁场旋转一。电流换接六次，磁场旋转一。电流换接六次，磁场旋转一周，转子前进了一个齿距角。如果按周，转子前进了一个齿距角。如果按周，转子前进了一个齿距角。如果按周，转子前进了一个齿距角。如果按AAAA、C CC CC C、BBBBBB、AAAA的顺

52、序通电，则电机转子逆时针方向转的顺序通电，则电机转子逆时针方向转的顺序通电，则电机转子逆时针方向转的顺序通电，则电机转子逆时针方向转动。这种通电方式称为六拍方式。动。这种通电方式称为六拍方式。动。这种通电方式称为六拍方式。动。这种通电方式称为六拍方式。 6161鼠笼异步电动机的起动方法鼠笼异步电动机的起动方法起动要求：起动要求：（1 1）能产生足够大的起动转矩）能产生足够大的起动转矩Tst，使电动机顺利地转动，使电动机顺利地转动起来。起来。（2 2）起动电流）起动电流I Istst不要太大，避免起动时大电流在电网上不要太大，避免起动时大电流在电网上产生较大的压降而影响接在电网上的其它电气设备和

53、电动产生较大的压降而影响接在电网上的其它电气设备和电动机的正常运行。机的正常运行。（3 3）起动的经济性：包括设备简单和低起动损耗等。起动的经济性：包括设备简单和低起动损耗等。 如果在额定电压下直接起动三相异步电动机，起动电如果在额定电压下直接起动三相异步电动机，起动电流大，而起动转矩并不大，这时的功率因数低。流大，而起动转矩并不大，这时的功率因数低。6262直接起动直接起动一般按经验公式核定：一般按经验公式核定： 式中式中: :kI为起动电流倍数；为起动电流倍数；I1st为电动机的起动电流；为电动机的起动电流；I1N为电为电动机的额定电流；动机的额定电流；SN为电源变压器总容量；为电源变压器

54、总容量；PN为电动机的为电动机的额定功率。额定功率。 起动电流大，对电动机本身无太大影响（因为是短时的，且现代设计的鼠笼电起动电流大，对电动机本身无太大影响（因为是短时的，且现代设计的鼠笼电机都按直接起动电磁力和发热来考虑机械强度和热稳定的），主要对电网有影响，机都按直接起动电磁力和发热来考虑机械强度和热稳定的），主要对电网有影响，如果电源容量较大，可以直接起动。注意：容量大小不是绝对的，只要直接起动如果电源容量较大，可以直接起动。注意：容量大小不是绝对的，只要直接起动时起动电流在电网中引起电压降不超过电网额定电压的（时起动电流在电网中引起电压降不超过电网额定电压的（10101515）% %

55、就允就允许直接起动。许直接起动。6363定子串电阻或电抗的降压起动定子串电阻或电抗的降压起动6464自耦变压器降压起动自耦变压器降压起动6565星星三角起动三角起动6666Y- -起动电流和起动转矩：起动电流和起动转矩：直接起动直接起动直接起动直接起动(接接接接) )时：时：时：时： 降压起动降压起动降压起动降压起动( ( Y Y接接接接) )时：时：时：时： 起动电流及起动转矩降低同样的倍数，即都为直接起起动电流及起动转矩降低同样的倍数，即都为直接起起动电流及起动转矩降低同样的倍数，即都为直接起起动电流及起动转矩降低同样的倍数，即都为直接起时的三分之一。时的三分之一。时的三分之一。时的三分之

56、一。6767星星三角起动适用条件三角起动适用条件1.1.只适用于空载或轻载起动。只适用于空载或轻载起动。2.2.只限于正常运行时定子绕组为三角形接线的电机。只限于正常运行时定子绕组为三角形接线的电机。 3.3.限于在限于在500V500V以下的低压电机以下的低压电机( (因高压电机定子出因高压电机定子出6 6个端头有困个端头有困难难) )。星星三角起动的优点：不需要专用设备，价格便宜，故在轻载三角起动的优点：不需要专用设备，价格便宜，故在轻载起动时应优先采用。起动时应优先采用。星星三角起动的缺点：三角起动的缺点： 应用时要受一定条件的限制。应用时要受一定条件的限制。6868三相绕线转子异步机的

57、起动方法三相绕线转子异步机的起动方法1 1、转子串联电阻起动、转子串联电阻起动 分级起动过程：分级起动过程： 起动时，电动机在串入全部电阻情况下起动，然后逐级切起动时，电动机在串入全部电阻情况下起动，然后逐级切掉起电阻，一直加速到稳定运行为止，起动过程结束。起动的快速性和平稳掉起电阻，一直加速到稳定运行为止，起动过程结束。起动的快速性和平稳性与起动级数性与起动级数m、每级起动转矩、每级起动转矩T Tstst的大小有关。的大小有关。2 2、转子串联频敏变阻起动、转子串联频敏变阻起动频敏变阻器的铁心由厚钢板或铁板迭成，有三相绕组，接成频敏变阻器的铁心由厚钢板或铁板迭成，有三相绕组，接成Y Y形，出

58、线去接转子形，出线去接转子绕组。绕组。频敏变阻器是一种无触点的变阻器。它结构简单，并且因没有触点和易频敏变阻器是一种无触点的变阻器。它结构简单，并且因没有触点和易磨损元件，寿命长，使用和维护方便，有较好的起动特性。磨损元件，寿命长，使用和维护方便，有较好的起动特性。频敏变阻器的阻抗能随着转子电流的频率下降而自动下降，所以能克服串电阻分级启动过程中产生机械冲击的缺点，实现平滑启动。6969常见故障常见故障7070常见故障常见故障7171常见故障常见故障7272常见故障常见故障7373常见故障常见故障7474思考题n n当三相异步电动机发生缺相烧毁时，Y型和型连接的绕组有什么不同的现象，为什么？7575谢谢大家谢谢大家7676