电机分类结构和原理

电电机机分分类类结结构构和和原原理理 标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N] 电机知识学习总结电机知识学习总结 1 1 基本知识介绍基本知识介绍 直流、单相交流、三相交流直流、单相交流、三相交流 交流下有“同步和异步”的区别交流下有“同步和异步”的区别 同步异步指的是转子转速与定子旋转磁场转速是同步（相同）还是异步（滞后）， 因而只有交流能产生旋转磁场，只有交流电机有同步异步的概念。 同步电机——原理：靠“磁场总是沿着磁路最短的方向上走”实现转子磁极与定子 旋转磁场磁极逐一对应，转子磁极转速与旋转磁场转速相同。特点：同步电机无论 作为电动机还是发电机使用，其转速与交流电频率之间将严格不变。同步电机转速恒 定，不受负载变化影响。 异步电机——原理：靠感应来实现运动，定子旋转磁场切割鼠笼，使鼠笼产生感应 电流，感应电流受力使转子旋转。转子转速与定子旋转磁场转速必须有转速差才能形成 磁场切割鼠笼，产生感应电流。 区别：（1）同步电机可以发出无功功率，也可以吸收；只能吸收无功。（2）同步 电机的转速与交流工频 50Hz 电源同步，即 2 极电机 3000 转、4 极 1500、6 极 1000 等。 异步电机的转速则稍微滞后，即 2 极 2880、4 极 1440、6 极 960 等。（3）同步电动机 的电流在相位上是超前于电压的，即同步电动机是一个容性负载。同步电动机可以用以 改进供电系统的功率因素。 同步电机无法直接启动：刚通电一瞬间，通入直流电的转子励磁绕组是静止的，转 子磁极静止；定子磁场立即具有高速。假设此瞬间正好定子磁极与转子磁极一一对应吸 引，在定子磁极在极短的时间内旋转半周的时间之内，会对转子产生吸引力，半周之后 将会产生排斥力。由于转子有转动惯量，转子不会转动起来，而是在接近于 0 的速度下 左右震动。因此同步电机需要鼠笼绕组启动。转速差使其产生感应电流，而感应电流具 有减小转速差的特性（四根金属棒搭成井形，内部磁场变密会减小面积，变疏会增加面 积，阻止其变化趋势），因而会使转子转动起来，直到感应电流与转速差平衡（没有电 流就不会有力，因而不会消除转速差，猜测与旋转阻力有关）。 永磁、电磁、感磁（构成定子、转子）永磁、电磁、感磁（构成定子、转子） 永磁——永磁铁 电磁——通电线圈 感磁——无电闭合绕组、鼠笼 永磁和电磁大多数情况下可以互换，感磁需要有旋转磁场的场合才能用，在三相同 步电机中经常作为启动与电磁/永磁共用于转子。 有刷无刷有刷无刷 电机有刷和无刷对电机结构影响很大，刷指的是转子通电时的电刷换向器、或者滑 环。 2 2 电机分类电机分类 直流直流 （1）结构： 转子——1 绕组（没有旋转磁场不能用感磁，永磁不能换向也不能用） 定子——永磁/电磁（串励、并励、他励、复励） （2）启动： 通电就能动。（电枢绕组如果只有 1 圈会有死点，十字交叉 2 圈以上就没有了。） （3）换向： 永磁改变定子电流方向；他励改变定子或转子电流方向；串励、并励、复励改变转 子绕组接线方式。 （4）调速： 调节转子电压；他励还可以调节定子电压。 （5）特点： 定子上安装有固定的主磁极和电刷，转子上安装有电枢绕组和换向器。由于电刷和 换向器的存在，有刷电机的结构复杂，可靠性差，故障多，维护工作量大，寿命短，换 向火花易产生电磁干扰。 直流无刷电机直流无刷电机 （1）结构： 转子——鼠笼/永磁/鼠笼嵌入永磁（由于无刷不能电磁） 定子——3 绕组（形成旋转磁场），传感器（检测转子位置用于驱动器控制） （2）原理： 驱动器——直流--驱动器--三相可变频交变矩形电波（正弦形是伺服电机）--定子 旋转磁场。与三相鼠笼异步电动机类似。 （3）启动： 驱动器 EN 接地打开。 （4）换向： 驱动器 F/R 接地打开。 （5）调速： 旋转调速电位器。 （6）特点： 铁氧体永磁无刷直流电动机以廉价见长，且性能良好，广泛用于家用电器、汽车、 玩具、电动工具等领域。用稀土永磁材料作磁极制的稀土永磁无刷直流电动机，体积小 且性能更好，但价格昂贵，主要用于航天、计算机、井下仪器等。 单相交流单相交流 单相交流串励电机（有刷）单相交流串励电机（有刷） （1）结构： 转子——1 绕组 定子——1 绕组 转子绕组与定子绕组通过电刷串励。（感觉原理上并励也通，但是没有搜到相关资 料） （2）原理：由于定子和转子串联，在电源正半周期，定子磁场与转子电流产生转矩； 电源负半周期，由于定子磁场和转子电流同时改变方向，因此转矩方向不变。当转子旋 转半个周期以后，由于电刷改变转子接入电路方向，使得转矩依然不变。 （3）启动： 通电就能动。 （4）换向： 改变定子或者转子线圈的接法。 （5）调速： 调压调速。 （6）特点： 单相串励电动机属于单相交流俗称串励电机或通用电机（Universal Motor 国外叫 法，感觉是因为交直流通用而得名），因电枢绕组和励磁绕组串联在一起工作而得名。 单相串励电动机又叫做交直流两用串励电动机，它既可以使用交流电源工作，也可以使 用直流电源工作。它的优点是由于它转速高、起动力矩大、体积小、重量轻、不容易堵 转、适用电压范围很广，可以用调压的方法来调速，简单且易于实现。因而在电动工具 中得到广泛的应用。单相串励电机的结构同直流串励电机十分相似，主要的区别在于单 相串励电机的定子铁心必须由硅钢片叠压而成，而直流的磁极既可以由叠压而成，又可 以做成整体结构。 单相交流异步电机（电容分相）（无刷）单相交流异步电机（电容分相）（无刷） （单相交流没有搜到有同步电机但感觉原理上存在） （1）结构： 转子——鼠笼 定子——1 绕组（运行绕组）+1（带电容）绕组（启动绕组） （2）原理： 单相交流电机定子绕组接成单极或者多极都不能形成旋转磁场，几个磁极大小和方 向同时变化，合成一起以后，就是一维变化的磁场，因而需要启动绕组串接电容，使得 相位滞后 90 度，这样便能形成旋转磁场。当电机启动以后，转子旋转周期与定子磁场 一维交变周期相同，相当于直流电机的换向，因而能够持续转动。 （3）启动（电容分相）： 第一种，起动绕组参与运行工作，运转速率大致保持定值。主要应用于电风扇,空 调风扇电动机，洗衣机等电机。 第二种，起动绕组不参与运行工作，起动后离心开关断开起动绕组，而电动机以运 行绕组线圈继续动作。 第三种，起动绕组串连大容量电容起动，起动后串联小容量电容运行。电机静止时 离心开关是接通的，给电后起动电容参与起动工作，当转子转速达到额定值的 70%至 80%时离心开关便会自动跳开，起动电容完成任务，并被断开。而运行电容串接到起动 绕组参与运行工作。这种接法一般用在空气压缩机，切割机，木工机床等负载大而不稳 定的地方。 （4）换向： 只有单相可逆电机能换向。1、单相电动机有两组线圈，有一个公共端，一个运行 端，一个启动端，电容接在运行端和启动端之间。电源接在公共端和运行端时，电机正 转；电源接在公共端和启动端时，电机反转；只有运行线圈和启动线圈截面积一样的单 相可逆电机，才能正反转，否则反转不能带负荷。2、交流单相 220V 双电容电机。3、 你最好测一下看看主副绕组的电阻看看是否一