电动机基本知识
（文稿）
南阳防爆集团股份有限公司
2009年6月
目录
一、旋转电机的定义是什么？ (3)
二、旋转电机是如何分类的？ (4)
三、旋转电机的基本原理是什么？ (5)
四、旋转电机设计时的模拟电路？ (8)
五、旋转电机有哪些性能参数指标？ (9)
六、电机制造常用标准有哪些？ (11)
七、电动机型号编制方法（GB4831-1984电机产品型号编制方法） (13)
八、电动机电压等级的选择 (16)
九、电机轴中心高 (16)
十、电机绝缘等级 (17)
十一、电机工作制（GB 755-2000旋转电机定额和性能） (17)
十二、防护型式IPXX （GB/T 4208-1993 外壳防护分级（IP代码）） (18)
十三、电机安装结构型式（GB/T 997-2003旋转电机结构及安装型式(IM代码)） (19)
十四、电机冷却方法（GB/T 1993-1993旋转电机冷却方法） (20)
十五、湿热带、干热带环境用电动机采取的措施 (21)
十六、防腐电机应采取的措施 (22)
十七、电动机振动限值 (22)
十八、电机选型要点 (23)
十九、电动机基本特征 (23)
一、旋转电机的定义是什么？
旋转电机(以下简称电机)是依靠电磁感应原理而运行的旋转电磁机械，用于实现机械能和电能的相互转换。发电机从机械系统吸收机械功率，向电系统输出电功率；电动机从电系统吸收电功率，向机械系统输出机械功率。
电机运行原理基于电磁感应定律和电磁力定律。电机进行能量转换时，应具备能作相对运动的两大部件：建立励磁磁场的部件，感生电动势并流过工作电流的被感应部件。这两个部件中，静止的称为定子，作旋转运动的称为转子。定、转子之间有空气隙，以便转子旋转。
电磁转矩由气隙中励磁磁场与被感应部件中电流所建立的磁场相互作用产生。通过电磁转矩的作用，发电机从机械系统吸收机械功率，电动机向机械系统输出机械功率。建立上述两个磁场的方式不同，形成不同种类的电机。例如两个磁场均由直流电流产生，则形成直流电机；两个磁场分别由不同频率的交流电流产生，则形成异步电机；一个磁场由直流电流产生，另一磁场由交流电流产生，则形成同步电机。
电机的磁场能量基本上储存于气隙中，它使电机把机械系统和电系统联系起来，并实现能量转换，因此，气隙磁场又称为耦合磁场。
当电机绕组流过电流时，将产生一定的磁链，并在其耦合磁场内存储一定的电磁能量。磁链及磁场储能的多少随定、转子电流以及转子位置不同而变化，由此产生电动势和电磁转矩，实现机电能量转换。这种能量转换理论上是可逆的，即同一台电机既可作为发电机也可作为电动机运行。但实际上，一台电机制成后，由于两种运行状态下电机的参数和特性方面的原因，很准满足两种运行状态下的客观要求，因此，同一台电机不经改装和重新设计，不可任意改变其运行状态。
电机内部能量转换过程中，存在电能、机械能、磁场能和热能。热能是由电机内部能量损耗产生的。
对电动机而言：
从电源输入的电能＝耦合电磁场内储能增量+电机内部的能量损耗+输出的机械能对发电机而言：
从机械系统输入的机械能＝辐合电磁场内储能增量+电机内部的能量损耗+输出的电能
二、旋转电机是如何分类的？
按电机功用分类，可分为发电机、电动机、特殊用途电机。
按电机电流类型分类，可分为直流电机和交流电机。交流电机可分为同步电机和异步电机。
按电机相数分类，还可分为单相电机及多相(常用三相)电机。
按电机的容量或尺寸大小分类．可分为大型、中型、小型、微型电机。
电机还可按其他方式(如频率、转速、运动形态、磁场建立与分布等)分类。
按电机功用分类及主要用途：
对于各类电机，还可按电机的的使用环境条件、用途、外壳防护型式、通风冷却方法和冷却介质、结构、转速、性能、绝缘、励磁方式和工作制等特征进行分类。
三、旋转电机的基本原理是什么？
前面我们讲过的电机分类，其中有很大一部分由交流电机构成。交流电机包括同步电机和异步电机两大类。虽然同步电机和异步电机在运行原理和结构上有很多不同，但它们之间也有许多相同之处。因此，我们将着重对交流电机的共同问题进行讲解。
1、三相异步电动机的结构
在各类电动机中，笼型转子三相异步电动机是结构简单、运行可靠、使用范围最广的一种电动机，以下就以这种电动机为例简单介绍旋转电机的基本原理。
三相异步电动机分成两个基本部分：定子（固定部分）和转子（旋转部分）。其基本构造如下图：
定子：由机座和装在机座内的圆筒形铁心以及其中的三相定子绕组组成。机座是用铸铁或铸钢制成的。铁心是由互相绝缘的硅钢片叠成的，铁心的内圆周表面冲有槽，用以放置对称三相绕组AX，BY，CZ，有的联接成星形，有的联接成三角形。
转子：转子是由转子铁心和力矩输出轴组成。转子铁心是圆柱状，也用硅钢片叠成，表面冲有槽。铁心装在转轴上，轴用以输出机械力矩。
2、电动机旋转实验
三相异步电动机接上电源，就会转动。这是什么原理呢?为了说明这个转动原理，我们先看一个演示。
下图所示的是一个装有手柄的蹄形磁铁，磁极间放有一个可以自由转动的、由铜条组成的转子。铜条两端分别用铜环联接起来，形似鼠笼，作为鼠笼式转子。磁极和转子之间没有机械联系。当我们摇动磁极时，发现转子跟着磁极一起转动。摇得快，转子转得也快；摇得慢，转得也慢；反摇，转子马上反转。
从这一演示得出两点启示：第一、有一个旋转的磁场；第二、转子跟着磁场转动。异步电动机转子转动的原理是与上述演示相似的。那么，在三相异步电动机中，磁场从何而来，又怎么还会旋转呢?下面就首先来讨论这个问题。
3、电动机内旋转磁场的产生
三相异步电动机的定子铁心中放有三相对称绕组AX，BY和CZ。设将三相绕组联接成星形，接在三相电源上，绕组中便通入三相对称电流其波形如下图所示。取绕组始端
到末端的方向作为电流的参考方向。在电流的正半周时，其值为正，其实际方向与参考方向一致；在负半周时，其值为负，其实际方向与参考方向相反。
定子铁心和定子绕组并不转动，定子绕组中的三相电流随着时间和相位的变化，三相磁势相加便形成了旋转的磁场。
旋转的定子磁场在切割转子导条时，会在转子绕组中感应出一个转子磁场，引起转子旋转。由于感应励磁场的需要，转子的转速总是比定子磁场的转速稍慢，有一个转差，这就是感应异步电动机名称的来历。
如果转子是一个永磁体或是一个由转子励磁绕组产生的恒定磁场，那么转子的转速就与定子磁场的转速同步，就形成同步电机。
三相电流产生的旋转磁场
定转子磁场分布图
四、旋转电机设计时的模拟电路？
电动机的设计与制造现今已是理论成熟行业，并有完善的理论体系，下图即是三相感应电动机的一相电路的等效电路图。
其中图中的I0为激磁电流，I’2为转子电流，r’2/s与电流平方的乘积即为电机输出功率。可以说，在电动机各方面尺寸合理情况下，电动机转子的大小决定着电动机的输出功率。
对于任何电机，转矩的要求对电机的尺寸都有决定性的作用：
l D n
P
T 29550∝=
T －转矩（N*m ）；P －功率（kW ）； n －转速（rpm ）； D －定子内径； l －定子铁心长
这里我们可以理解电机功率大小与电机机座号的关系，转速在选型过程中也同样有决定性的作用。
五、旋转电机有哪些性能参数指标？ 1．异步电动机额定数据 a) 相数
b) 额定频率（Hz ） c) 额定功率kW d) 额定电压V e) 额定电流A f) 绝缘等级
g) 额定转速（极数）r/min h) 防护性能 i) 冷却方式
2．异步电机主要技术指标
a) 效率η：电动机输出机械功率与输入电功率之比，通常用百分比表示。 b) 功率因数COS φ：电动机输入有效功率与视在功率之比。
c) 堵转电流IA ：电动机在额定电压、额定频率和转子堵住时从供电回路输入的稳态电流有效值。
d) 堵转转矩TK ：电动机在额定电压、额定频率和转子堵住时所产生转矩的最小测得值。 e) 最大转矩TMAX ：电动机在额定电压、额定频率和运行温度下，转速不发生突降时所产生的最大转矩。
f) 噪声：电动机在空载稳态运行时A 计权声功率级dB （A ）最大值。 g) 振动：电动机在空载稳态运行时振动速度有效值（mm/s ）。 电动机主要性能中分为：一是起动性能；二是运行性能。
起动性能有：起动转矩、起动电流。一般起动转矩越大越好，而起动时的电流越小越好，在实际中通常以起动转矩倍数（起动转矩与额定转矩之比Tst/Tn ）和起动电流倍数（起
动电流与额定电流之比Ist/In）进行考核。电机在静止状态时，一定电流值时所能提供的转矩与额定转矩的比值，表征电机的起动性能。
运行性能有：
效率、功率因数、绕组温升（绝缘等级）、最大转矩倍数Tmax/Tn、振动、噪声等。
效率、功率因数、最大转矩倍数越大越好，而绕组温升、振动和噪声则是越小越好。
起动转矩、起动电流、效率、功率因数和绕组温升合称电机的五大性能指标。
下图分别是异步电动机常用的两个性能曲线，一个是电机运行时的效率、功率因数与负载大小之间的关系曲线。一个是电机在100%和80%额定电压下的起动力矩曲线。
电动机性能参数计算常用的公式有：
1、电动机定子磁极转速n=（60×频率f）÷极对数p
2、电动机额定功率P=1.732×电压U×电流I×效率η功率因数COSΦ
3、电动机额定力矩T=9550×额定功率P÷额定转速n
六、电机制造常用标准有哪些？
1．国际电工委员会（IEC标准）
IEC 60034-1 旋转电机.第1部分:额定值和性能
IEC 60034-2 旋转电机.第2部分:旋转电机损耗和效率的试验测定方法(不包括牵引车辆用电机)
IEC 60034-3 旋转电机.第3部分:50Hz三相汽轮发电机的额定值和特性
IEC 60034-4 旋转电机.第4部分:同步电机参数的试验测定方法
IEC 60034-5 旋转电机.第5部分:整体设计的防护等级(IP代码)分级
IEC 60034-6 旋转电机.第6部分:冷却方法
IEC 60034-7 旋转电机第7部分旋转电机结构和安装型式的分类(IM代号）
IEC 60034-8 旋转电机.第8部分:线端标志和旋转方向
IEC 60034-9 旋转电机.第9部分:噪声极限值
IEC 60034-11 旋转电机.第11部分:内装式热保护.第1章:旋转电机的保护规则IEC 60034-12 旋转电机.第12部分:单速三相笼型感应电动机的起动性能
IEC 60034-14 旋转电机.第14部分:轴中心高56mm及以上的电机可靠机械振动强度的测量、评价和极限值
IEC 60034-15 旋转电机第15部分：交流电机定子成形线圈耐冲击电压水平
IEC 60072 旋转电机尺寸和输出功率等级
IEC 60079-0 爆炸气体环境中的电气设备.第0部分:一般要求
IEC 60079-1 爆炸气体环境中的电气设备.第1部分:隔爆型外壳“d”
IEC 60079-2 爆炸气体环境中的电气设备.第2部分:正压外壳“P”
IEC 60079-7 爆炸气体环境中的电气设备.第7部分:增安型
IEC 60079-15 爆炸气体环境中的电气设备.第15部分: "n"型电气设备的结构、试验和标志
2．国际标准化组织（ISO）
ISO1680 旋转电机噪声测定方法
ISO 1940-1 刚性转子平衡品质许用不平衡的确定
3．国家标准（GB）
GB 755-2000 旋转电机定额和性能
GB/T 756-1990 旋转电机圆柱形轴伸
GB/T 757-1993 旋转电机圆锥形轴伸
GB/T 997-2003 旋转电机结构及安装型式(IM代码)
GB/T 1029-2005 三相同步电动机试验方法
GB/T 1032-2005 三相异步电动机试验方法
GB/T 1971-2006 旋转电机线端标志与旋转转方向
GB/T 1993-1993 旋转电机冷却方法
GB/T 4208-1993 外壳防护分级（IP代码）
GB/T 4772-1999 旋转电机尺寸和输出功率等级
GB/T 4942.1-2006 旋转电机整体外壳结构的防护分级(IP代码)分级
GB/T 7064-2002 透平型同步电机技术要求
GB/T 7409.3-1997 同步电机励磁系统大、中型同步发电机励磁系统技术要求
GB 10068-2000 轴中心高为56mm及以上电机的机械振动振动的测量、评定及限值
GB/T 10069-2006 旋转电机噪声测定方法及限值
GB/T 12351-1990 热带型旋转电机环境技术要求
GB/T 13957-1992 大型三相异步电动机基本系列技术条件
GB 18613-2006 中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级
GB 3836.1-2000 爆炸性气体环境用电气设备第1部分：通用要求
GB 3836.2-2000 爆炸性气体环境用电气设备第2部分：隔爆型“d”
GB 3836.3-2000 爆炸性气体环境用电气设备第3部分：增安型“e”
GB 3836.4-2000 爆炸性气体环境用电气设备第4部分：本质安全型“i”
GB 3836.5-2004 爆炸性气体环境用电气设备第3部分：正压外壳型“e”
GB 3836.8-2003 爆炸性气体环境用电气设备第8部分：“n”型电气设备
目前国际上有两大标准体系：
一个是IEC（国际电工委员会）标准；
二个是NEMA（美国电气制造商协会）；
我国电机制造行业所执行的GB（国家）标准基本上都是等同或等效采用IEC标准。所谓等同采用，就是译为中文后不作修改或作很少的修改直接采用；所谓等效采用就对原有的国际标准在不改变原主旨条件下，重新组织形成国家标准后颁布执行。
七、电动机型号编制方法（GB4831-1984电机产品型号编制方法）
1、产品型号由产品代号、规格代号、特殊环境代号和补充代号等四个部分组成，并按下列顺序排列：
□1-□2-□3-□4
补充代号
特殊环境代号
规格代号
产品代号
2、电机的产品代号由电机类型代号、电机特点代号、设计序号和励磁方式代号等四个小节顺序组成。
2.1 类型代号系表征电机的各种类型而采用的汉语拼音字母，见下表：
类型代号
2.2 特点代号系表征电机的性能、结构或用途而采用的汉语拼音字母，对于防爆电机类型的字母A（增安型）、B（隔爆型）、W（无火花型）应标于电机特点代号首位，即紧接在电机类型代号后面的标注。
2.3 设计序号系指电机产品设计的顺序，用阿拉伯数字标示。对于第一次设计的产品，不标注设计序号。从基本系列派生的产品，其设计序号按基本系列标注；专用系列产品则按本身设计的顺序标注。
2.4 励磁方式代号分别用字母S表示3次谐波励磁、J表示晶闸管励磁、X表示相复励磁，并应标于设计序号之后，当不必设计序号时，则标于特点代号之后，并用短划分开。
3、常用异步电动机的产品代号见下表：
常用异步电动机的产品代号
4、电机的规格代号用中心高、铁心外径、机座号、机壳外径、轴伸直径、凸缘代号、机座长度、铁心长度、功率、电流等级、转速或极数等来表示。
主要系列产品的规格代号按下表的规定。其他系列产品如确有需要采用上列以外的其他参数来表示时，应在该产品的标准中说明。
机座长度采用国际字母符号来表示，S表示短机座，M表示中机座，L表示长机座。铁心长度按由短至长顺序用数字1、2、3…表示。凸缘代号采用国际通用字母符号FF（凸缘上带通孔）或FT（凸缘上带螺孔）连同凸缘固定孔中心基圆直径的数值来表示。
5、电机的特殊环境代号按下表的规定选用
特殊环境代号
6、环境条件的考虑
特殊环境派生系列，实质上属于结构派生系列，它是在基本系列结构设计的基础上作一些改动，使产品具有某种特殊的防护能力（例如防爆、化工防腐、户外和船用等）。这些系列的部分结构部件及防护措施与基本系列不同。环境派生有：
特殊环境条件代号
湿热型，有气候防护场所 TH
干热型，有气候防护场所 TA
热带型，有气候防护场所 T
湿热型，无气候防护场所 THW
干热型，无气候防护场所 TAW
热带型，无气候防护场所 TW
户内，轻防腐型无代号
户内，中等防腐型 F1
户内，强防腐型 F2
户外，轻防腐型 W
户外，中等防腐型 WF1
户外，强防腐型 WF2
高原用 G
对于特殊环境条件下使用的电动机，订货时应在电机型号后加注特殊环境代号。
注：1）有气候防护场所：户内或具有较好遮蔽（其建筑结构能防止或减少室外气候日变化的影响，包括棚下条件）的场所。
2）无气候防护场所：全露天或仅有简单遮蔽（几乎不能防止室外气候日变化的影响）的场所。
7、电机的补充代号仅适用于有此要求的电机。补充代号用汉语拼音字母或阿拉伯数字表示。补充代号所代表的内容，在产品标准中有规定。
8、产品型号示例
例1：户外化工防腐蚀隔爆型异步电动机
Y B 160 M —4 W
特殊环境代号，W表示户外用
规格代号，表示中心高160mm，中机座，4极
产品代号，表示隔爆型异步电动机
例2：T A W 800 —16/1730
规格代号，表示功率800kW，16极，定子铁心外径1730 mm
产品代号，增安型无刷励磁同步电动机我公司低压电机（1140V及以下）主要产品代号有：Y、YA、YB2、YXn、YAXn、YBXn、YW、YBF、YBK2、YBS、YBJ、YBI、YBSP、YZ、YZR等；
高压电机（3000V及以上）主要产品代号有：Y、YKK、YKS、Y2、YA、YB、YB2、YAKK、YAKS、YBF、YR、YRKK、YRKS、TAW、YFKS、QFW等。
八、电动机电压等级的选择
我国工业用三相交流电的频率为50HZ，而电压等级一般分为：127V、220V、380V、660V、1140V、6000V、10000V等几个等级。根据GB755的推荐，一般来说，对于380V电压，由于电机电流的限制上限功率为1000KW；而对于6000V和10KV电机，下限功率等级为160KW。
九、电机轴中心高
轴中心高是从电机成品底脚平面至铀中心线的距离，它包括制造厂供应的绝缘势块厚度，但不包括电机安装时调整用垫块的厚度。
轴中心高应符合下表的规定。
轴中心高公差及平行度公差应符合下表的规定。中心高公差适用于在公共底板上安装的电机。平行度公差是指电机两个轴伸端面中心高之差。
十、电机绝缘等级
电机绝缘结构是指用不同的绝缘材料、不同的组合方式和不同的制造工艺制成的电机绝缘部分的结构型式。电动机的绝缘系统大致分为：绝缘电磁线、槽绝缘、相间绝缘、浸渍漆、绕组引接线、接线绝缘端子等。电机绝缘耐热等级及温度限值见下表：
电机绝缘耐热等级及温度限值
耐热等级 A E B F H C
极限温度105 120 130 155 180 210
在陆续被采用。
十一、电机工作制（GB 755-2000旋转电机定额和性能）
S1—连续工作制
S2—短时工作制
S3—断续周期工作制
S4—包括起动的断续工作制
S5—包括电制动的断续工作制
S6—连续周期工作制
S7—包括电制动的连续周期工作制
S8—包括变速负载的连续周期工作制
S9—负载和转速非周期变化工作制
十二、防护型式IPXX（GB/T 4208-1993 外壳防护分级（IP代码））防护标志由字母IP和两个表示防护等级的表征数字组成。第一位数字表示：防止人体触及或接近壳内带电部分及壳内转动部件，以及防止固体防异物进入电机。第二位数字表示：防止由于电机进水而引起的有害影响。
第一位表征数字含义
第二位数字表示：防止由于电机进水而引起的有害影响。
常用电机的防护等级有：
IP23：防止大于2.5 mm固体的进入和与垂线成60°以内角度的淋水对电机应无影响IP44：防止大于1mm固体的进入和任一方向的溅水对电机应无影响
防爆电机的外壳防护等级不低于IP44
IP54：能防止触及或接近电机带电或转动部件，不完全防止灰尘进入，但进入量不足以影响电机的正常运行和任一方向的溅水对电机应无影响
凡使用于户外的电动机外壳防护等级不低于IP54
IP55：能防止触及或接近电机带电或转动部件，不完全防止灰尘进入，但进入量不足以影响电机的正常运行，和用喷水从任何方向喷向电机时，应无有害影响粉尘防爆电机的防尘式外壳防护等级不低于IP55，尘密式外壳防护等级不低于IP65。十三、电机安装结构型式（GB/T 997-2003旋转电机结构及安装型式(IM代码)）电机的结构及安装型式代号应符合GB997的规定。代号由“国际安装”(International Mounting)的缩写字母“IM”、代表“卧式安装”的“B”和代表‘立式安装”的“V”连同1位或2位阿拉伯数字组成．如IMBB35或IMV14等。B或V后面的阿拉伯数字代表不同的结构和安装特点。
中小型电动机常用安装型式代号有四大类：B3、B35、B5、V1，
B3安装方式：电机靠底脚安装，电机有一圆柱形轴伸
B35安装方式:电机带底脚,轴伸端带法兰
B5安装方式:电机靠轴伸端法兰安装
V1安装方式:电机靠轴伸端法兰安装，轴伸朝下
十四、电机冷却方法（GB/T 1993-1993旋转电机冷却方法）
电机冷却方式代号由特征字母IC、冷却介质代号和两位表征数字织成。
第一位数字代表冷却回路布置
第二位数字代表冷却介质驱动方式
常用的冷却方式有：
IC01 空气自由循环，冷却介质依靠转子的风扇作流入电机或电机表面
电机的基础知识探讨分析 电机定义：是指依据电磁感应定律实现电能的转换或传递的一种电磁装置。 电动机也称电机（俗称马达），在电路中用字母“M”（旧标准用“D”）表示。它的主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源。 电动机的种类 1．按工作电源分根据电动机工作电源的不同，可分为直流电动机和交流电动机。其中交流电动机还分为单相电动机和三相电动机。 2．按结构及工作原理分根据电动机按结构及工作原理的不同，可分为直流电动机，异步电动机和同步电动机。 同步电动机还可分为永磁同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同步电动机。 异步电动机可分为感应电动机和交流换向器电动机。感应电动机又分为三相异步电动机、单相异步电动机和罩极异步电动机等。交流换向器电动机又分为单相串励电动机、交直流两用电动机和推斥电动机。 直流电动机按结构及工作原理可分为无刷直流电动机和有刷直流电动机。有刷直流电动机可分为永磁直流电动机和电磁直流电动机。电磁直流电动机又分为串励直流电动机、并励直流电动机、他励直流电动机和复励直流电动机。永磁直流电动机又分为稀土永磁直流电动机、铁氧体永磁直流电动机和铝镍钴永磁直流电动机。 3．按起动与运行方式分类根据电动机按起动与运行方式不同，可分为电容起动式单相异步电动机、电容运转式单相异步电动机、电容起动运转式单相异步电动机和分相式单相异步电动机。 4．按用途分类可分为驱动用电动机和控制用电动机。 驱动用电动机又分为电动工具（包括钻孔、抛光、磨光、开槽、切割、扩孔等工具）用电动机、家电（包括洗衣机、电风扇、电冰箱、空调器、录音机、录像机、影碟机、吸尘器、照相机、电吹风、电动剃须刀等）用电动机及其它通用小型机械设备（包括各种小型机床、小型机械、医疗器械、电子仪器等）用电动机。 控制用电动机又分为步进电动机和伺服电动机等。 5．按转子的结构分类根据电动机按转子的结构不同，可分为笼型感应电动机（旧标准称为鼠笼型异步电动机）和绕线转子感应电动机（旧标准称为绕线型异步电动机）。 6．按运转速度分类根据电动机按运转速度不同，可分为高速电动机、低速电动机、恒速电动机、调速电动机。
认识电机 一、电机的概念与分类 1．电机概念 电机是借助于电磁原理（原理）工作的能量转换（功能）设备。 只有给电机输入能量，它才会输出能量，并且在其输入和输出的能量中至少应该有一方是电能。可见“电机”一词本质上是电磁机的简称。 2．电机种类 电机分类方法很多，这里按其功能以及电能性质等综合地将其分成以下种类： 变压器：是利用电磁原理将交流电能转换成同频但电压等级不同的交流电能的设备。 发电机：是利用电磁原理将机械能转换成电能的设备。其中，将机械能转换成直流电能的发电机称为直流发电机；将机械能转换成交流电能的发电机称为交流发电机。交流发电机又可分成同步发电机（转速p f n n 601= =同步速）和异步发电机（转速1n n >同步速），实际中以同步发电机最为通用，而异步发电机则很少使用。 电动机：是利用电磁原理将电能转换成机械能的设备。它可分成直流电动机与交流电动机。交流电动机又可分成异步电动机（转速1n n <同步速）和同步电动机，实际中以异步电动机最为普及，同步电动机相对较少。 无论发电机还是电动机都与机械能有关，这就要求它们的结构中有运动部件，为降低这两类电机的制造成本，运动部件通常都作旋转运动，称为转子；相应地固定部件就称为定子；而把发电机和电动机统称为旋转电机。变压器不涉及机械能，所以它是静止电器。 要点：电机的基本作用原理是电磁原理，作用是能量转换；各类电机的具体功能。 二、电机的损耗、发热与冷却 电机是能量转换设备而非能源，所以应该用单位时间内转换的能量即功率来度量。其中，单位时间内输入电机的能量称为输入功率，用P 1表示；单位时间内电机输出的能量称为输出功率，用P 2表示。P 1与P 2的差值称为功率损耗，用ΔP 或p ∑表示，即有ΔP=21P P -，功率损耗乘以工作时间就是能量损耗，这两种损耗通常不加区分地统称为电机的损耗。P 2与P 1的比值称为电机的效率，用η表示，即有η=12/P P 。电机工作时一般总有损耗，故ΔP ＞0、η＜1。P 1、P 2、ΔP 、η均随电机工作状态改变而变化，它们是时变函数，但实际问题往往针对特定状态提出，按它们有确定值来分析。 工作时所产生的各种损耗都转变成热能，将会导致电机的温度升高，此即发热的一方，发热量与电机工作方式有关，为一确定数值；另一方面，电机表面又会向低温的周围环境散热，散热量与温升成一比例系数（称为散热系数）。因此，在电机工作之初，散热量为零，温度升高最快；然后随着温度升高，散热量将不断增大，温度上升变慢；如果工作时间足够长，最终将达到散热量等于发热量的动态平衡，此后温度停止升高而保持在稳定值。可见，散热系数越大，温升速度就越慢，稳定温升也越低，这对绝缘有利。分析表明：在自然条件下，散热量与电机单位容量的表面积成正比，而单位容量的表面积与电机的容量成反比，因此，小容量电机自然散热能够满足
电机基本知识 电机是电动机和发电机的统称，通常分为直流电机和交流电机两大类，交流电机分为异步电机与同步电机两类。这里介绍一下同步电机、异步电动机、电机产品型号编制方法、工作制（S 类）、防护型式：IPXX 、电机安装结构型IMXX 、绝缘等级、异步电动机额定数据、异步电机主要技术指标、电机选型要点。1 、同步电机转子转速与旋转磁场的转速相同的一种交流电机，它具有可逆性。可作发电机运行，也可作电动机运行，还可作补偿机运行。2 、异步电动机异步电动机是一种基于电与磁相互依存又相互作用而达到能量转换目的的机械。它的定子、转子在电路上是彼此独立的，但又是通过电磁感应而相互联系的，其转子转速永远低于旋转磁场的转速，即存在有转差率，故称为异步电动机。工作原理：电机定子通入三相交流电时即可产生旋转磁场，假设旋转磁场为顺时针转动，静止的笼形转子切割磁力线产生感应电流，通电导体在磁场中受力，且此转矩与磁场旋转方向一致，所以转子便顺着旋转磁场方向转动起来。3 、电机产品型号编制方法产品型号由产品代号、规格代号、特殊环境代号和补充代号等四个部分组成，示例：我公司低压电机（1140V 及以下）主要产品代号有：Y 、YDDC 、Y A 、YB2 、YXn 、Y AXn 、YBXn 、YW 、YBF 、YBK2 、YBS 、YBJ 、YBI 、YBSP 、YZ 、YZR 等；高压电机（3000V 及以上）主要产品代号有：Y 、YKK 、YKS 、Y2 、Y A 、YB 、YB2 、YAKK 、Y AKS 、YBF 、YR 、YRKK 、YRKS 、TAW 、YFKS 、QFW 等。常用特殊环境代号有：W （户外型）、WF1 （户外防中等腐蚀型）、WF2 （户外防强腐蚀型）、F1 （户内防中等腐蚀型）、F2 （户内防强腐蚀型）、TH （湿热带型）、WTH （户外湿热带型）、TA （干热带型）、T （干、湿热合型）、H （船或海用）、G （高原用）。4 、工作制（S 类）S1— 连续工作制S2— 短时工作制S3-- 断续周期工作制S4— 包括起动的断续工作制S5— 包括电制动的断续工作制S6— 连续周期工作制S7— 包括电制动的连续周期工作制S8— 包括变速负载的连续周期工作制S9— 负载和转速非周期变化工作制5 、防护型式：IPXX 第一位数字表示：防止人体触及或接近壳内带电部分及壳内转动部件，以及防止固体防异物进入电机。第二位数字表示：防止由于电机进水而引起的有害影响。第一位数字、第二位数字含义见下表；第一位表征数字含义: 无防护电机 1 防止> φ50mm 固体进入壳内 2 防止> φ12mm 固体进入壳内 3 防止> φ 2.5mm 固体进入壳内 4 防止> φ1mm 固体进入壳内 5 防尘电机第二位数字表示：防止由于电机进水而引起的有害影响。含义见下表；第二位表征数字含义： 无防护电机 1 垂直滴水无有害影响
电机学知识点总结 电机学课程是高等学校电气类专业的一门重要技术基础课课程的特点是理论性强、概念抽象、专业性特征明显它涉及的基础理论和知识面较广牵涉电、磁、热、机械等综合知识。下面请看我带来的电机学知识点总结。 电机学知识点总结 直流电动机知识点 1、直流电动机主要结构是定子和转子；定子主要包括定子铁心、励磁绕组、电刷。转子主要包括转子铁心、电枢绕组、换向器。 2、直流电动机通过电刷与换向器与外电路相连接。 3、直流电动机的工作原理：通过电刷与换向器之间的切换，导体内的电流随着导体所处的磁极性的改变而同时改变其方向，从而使电磁转矩的方向始终不变。 4、通过电刷和换向器将外部通入的直流电变成线圈内的交变电流的过程叫做“逆变”。 5、励磁方式分为他励式和自励式；自励式包括并励式、串励式和复励式。（只考他励式和并励式，掌握他励式和并励式的图形） 6、直流电机的额定值：①额定功率PN 对于发电机额定功率指线端输出的电功率；对于电动机额定功率指轴上输出的机械功率。②额定电压、额定电流均指额定状态下电机的线电压线电流。 7、磁极数=电刷数=支路数（2p=电刷数=2a，p为极对数，a为支路对数） 8、空载时电极内的磁场由励磁绕组的磁动势单独作用产生，分为主磁通和
漏磁通两部分。 9、电枢反应：负载时电枢磁动势对气隙主磁场的影响。 10、电刷位置是电枢表面电流分布的分界线。 11、交轴电枢反应的影响：①使气隙磁场发生畸变；②物理中线偏离几何中线；③饱和时具有一定的去磁作用。 12、电刷偏离几何中线时，出现直轴。 13、Ea=CeΦn Te=CTΦIa CT=9.55Ce 14、发电机 Ea=U+IaRa 电动机 U=Ea+IaRa 15、他励发电机的特性（主要掌握外特性U=f(I)） 曲线向下倾斜原因①U=Ea‐IaRa；随着负载电流I增大，电枢电阻压降 IaRa 随之增大，所以U减小。②交轴电枢反应产生一定的去磁作用；随着负载的增加，气隙磁通Φ和电枢电动势Ea将减小，再加上IaRa的增大使电压的下降程度增大。 16、并励发电机自励条件：①电机的磁路中要有剩磁；②励磁绕组的接法要正确，使剩磁电动势所产生的电流和磁动势，其方向与剩磁方向相同；③励磁回路的总电阻必须小于临界电阻。 17、并励发电机的外特性U=f(I)，曲线下降原因①②同上他励发电机；③励磁电流减小，引起气隙磁通量和电枢电动势的进一步下降。 18、为什么励磁绕组不能开断？ 若励磁绕组开断，If=0，主磁通将迅速下降到剩磁磁通，电枢电动势也将下降到剩磁电动势，从而使电枢电流Ia迅速增大，如果负载为轻载，则电动机转
电机基本知识及故障诊断 南阳防爆集团有限公司 赵泰忠 二00四年五月
电机基本知识及故障诊断 一、电机基本知识 电机是电动机和发电机的统称，通常分为直流电机和交流电机两大类，交流电机分为异步电机与同步电机两类。 1、同步电机 转子转速与旋转磁场的转速相同的一种交流电机，它具有可逆性。可作发电机运行，也可作电动机运行，还可作补偿机运行。 2、异步电动机 异步电动机是一种基于电与磁相互依存又相互作用而达到能量转换目的的机械。它的定子、转子在电路上是彼此独立的，但又是通过电磁感应而相互联系的，其转子转速永远低于旋转磁场的转速，即存在有转差率，故称为异步电动机。 工作原理：电机定子通入三相交流电时即可产生旋转磁场，假设旋转磁场为顺时针转动，静止的笼形转子切割磁力线产生感应电流，通电导体在磁场中受力，且此转矩与磁场旋转方向一致，所以转子便顺着旋转磁场方向转动起来。 3、电机产品型号编制方法 产品型号由产品代号、规格代号、特殊环境代号和补充代号等四个部分组成，示例： YB2 - 200L-2 WF1 特殊环境代号（户外防中等腐蚀） 规格代号（中心高-铁心长度-极数/大 型电机用功率-极数/铁心外径表示） 产品代号（隔爆型三相异步电动机）
我公司低压电机（1140V及以下）主要产品代号有：Y、YDDC、YA、YB2、YXn、YAXn、YBXn、YW、YBF、 YBK2、YBS、YBJ、YBI、YBSP、YZ、YZR等；高压电机（3000V及以上）主要产品代号有：Y、YKK、YKS、Y2、YA、YB、YB2、YAKK、YAKS、YBF、YR、YRKK、YRKS、TAW、YFKS、QFW等。 常用特殊环境代号有：W（户外型）、WF1（户外防中等腐蚀型）、WF2（户外防强腐蚀型）、F1（户内防中等腐蚀型）、F2（户内防强腐蚀型）、TH（湿热带型）、WTH（户外湿热带型）、TA（干热带型）、T（干、湿热合型）、H（船或海用）、G（高原用）。 4、工作制（S类） S1—连续工作制 S2—短时工作制 S3--断续周期工作制 S4—包括起动的断续工作制 S5—包括电制动的断续工作制 S6—连续周期工作制 S7—包括电制动的连续周期工作制 S8—包括变速负载的连续周期工作制 S9—负载和转速非周期变化工作制 5、防护型式：IPXX 第一位数字表示：防止人体触及或接近壳内带电部分及壳内转动部件，以及防止固体防异物进入电机。第二位数字表示：防止由于电机进水而引起的有害影响。第一位数字、第二位数字含义见下表；
关于电机44个基本知识点 1 . 单相变压器空载时的电流与主磁通不同相位，存在一个相位角度差aFe，因为存在铁耗电流。空载电流是尖顶波形，因为其中有较大的三次谐波。 2 . 直流电机电枢绕组中流动的也是交流电流。但其励磁绕组中流的是直流电流。直流电动机的励磁方式有他励、并励、串励、复励等。 3 . 直流电机的反电势表达式为E =CE F n；而电磁转矩表达式则为Tem =CTFI。 4 . 直流电机的并联支路数总是成对的。而交流绕组的并联支路数则不一定。 5 . 在直流电机中，单叠绕组的元件是以一个叠在另外一个之上的方式，串联而成的。无论是单波绕组、还是单叠绕组，换向片将所有元件串联在一起、构成了一个单一的闭合回路。 6 . 异步电机又称感应电机，因为异步电机的转子电流是通过电磁感应而产生的。 7 . 异步电动机降压起动时，起动转矩减小，起动转矩和绕组的起动电流的平方成正比地减小。 8 . 一次侧电压的幅值、频率不变时，变压器的铁心的饱和程度是基本不变的，励磁电抗也基本不变。 9 . 同步发电机的短路特性是一条直线，三相对称短路时磁路是不饱和的；三相对称稳态短路时，短路电路为纯去磁的直轴分量。 10 . 同步电机励磁绕组中的电流是直流电流，励磁方式主要有励磁发电机励磁、静止整流器励磁、旋转整流器励磁等。 11 . 三相合成磁动势中没有偶次谐波；对称三相绕组通对称三相电流，其合成磁动势中没有3的倍数磁谐波。 12 . 三相变压器一般都希望有某一侧是三角形连接或者有某一侧中点接地。因为三相变压器的绕组联结都希望有三次谐波电流的通路。 13 . 对称三相绕组通对称三相电流时，其合成磁动势中的5次谐波是反转的；7次谐波是正转的。
电机学知识点讲义汇总 第一章 基本电磁定律和磁路 电机的基本工作原理是建立在电磁感应定律、全电流定律、电路定律、磁路定律和电磁力定律等定律的基础上的，掌握这些基本定律，是研究电机基本理论的基础。 ▲ 全电流定律 全电流定律 ∑? = I Hdl l 式中，当电流方向与积分路径方向符合右手螺旋关系时，电流取正号。 在电机和变压器的磁路计算中，上式可简化为 ∑∑=Ni Hl ▲电磁感应定律 ①电磁感应定律 e=- dt d N dt d Φ -=ψ 式中，感应电动势方向与磁通方向应符合右手螺旋关系。 ②变压器电动势 磁场与导体间无相对运动，由于磁通的变化而感应的电势称为变压器电动势。电机中的磁通Φ通常是随时间按正弦规律变化的，线圈中感应电动势的有效值为 m fN E φ44.4= ③运动电动势 e=Blv ④自感电动势 dt di L e L -= ⑤互感电动势 e M1=-dt di 2 e M2 =-dt di 1 ▲电磁力定律 f=Bli ▲磁路基本定律 ① 磁路欧姆定律 Φ= A l Ni μ=m R F =Λm F 式中，F=Ni ——磁动势，单位为A ； R m = A l μ——磁阻，单位为H -1； Λm = l A R m μ=1——磁导，单位为H 。
② 磁路的基尔霍夫第一定律 0=?s Bds 上式表明，穿入（或穿出）任一封闭面的磁通等于零。 ③ 磁路的基尔霍夫第二定律 ∑∑∑==m R Hl F φ 上式表明，在磁路中，沿任何闭合磁路，磁动势的代数和等于次压降的代数和。 磁路和电路的比较 第二章 直流电动机 一、直流电机的磁路、电枢绕组和电枢反应 ▲磁场是电机中机电能量转换的媒介。穿过气隙而同时与定、转子绕组交链的磁通为主磁通；仅交链一侧绕组的磁通为漏磁通。直流电机空载时的气隙磁场是由励磁磁动势建立的。空载时，主磁通Φ0与励磁磁动势F 0的关系曲线Φ0=f （F 0）为电机的磁化曲线。从磁化曲线可以看出电机的饱和程度，饱和程度对电机的性能有很大的影响。 ▲ 电机的磁化曲线仅和电机的几何尺寸及所用的材料有关，而与电机的励磁方式无关。电 机的运行特性与磁化曲线密切相关。设计电机时，一般使额定工作点位于磁化曲线开始弯曲的部分，这样既可保证一定的可调节度，又不至于浪费材料。 ▲ 直流电机电枢绕组各元件间通过换向器连接，构成一个闭合回路，回路内各元件的电动 势互相抵消，从而不产生环流。元件内的电动势和电流均为交变量，通过换向器和电刷间的相对运动实现交直流转换。电刷的放置原则是：空载时正、负电刷之间获得最大的电动势，这时被电刷短路的元件的电动势为零。因此，电刷应放在换向器的几何中性线上。对端接对称的元件，换向器的几何中性线应与主极轴线重合。 ▲ 不同型式的电枢绕组均有①S=K=Z ；②y 1=Z i /2p ε=整数；③y=y 1+y 2。其中，S 为元 件数，K 为换向片数，Z i 为虚槽数，p 为极对数，y 1为第一节距，y 2为第二节距，y 为合成节距，ε为小于1的分数，用来把y 1凑成整数。对单叠绕组，y=±1，y 2小于0，并联支路对数a=p ，即每极下元件串联构成一条支路。对单波绕组，y 2大于零，a=1，即所有同极性下元件串联构成一条支路。
防爆电动机基本知识认知
目录 一、旋转电机的定义是什么？ (3) 二、旋转电机是如何分类的？ (4) 三、旋转电机的基本原理是什么？ (5) 四、旋转电机设计时的模拟电路？ (8) 五、旋转电机有哪些性能参数指标？ (9) 六、电机制造常用标准有哪些？ (11) 七、电动机型号编制方法（GB4831-1984电机产品型号编制方法） (13) 八、电动机电压等级的选择 (16) 九、电机轴中心高 (16) 十、电机绝缘等级 (17) 十一、电机工作制（GB 755-2000旋转电机定额和性能） (17) 十二、防护型式IPXX （GB/T 4208-1993 外壳防护分级（IP代码）） (18) 十三、电机安装结构型式（GB/T 997-2003旋转电机结构及安装型式(IM代码)） (19) 十四、电机冷却方法（GB/T 1993-1993旋转电机冷却方法） (20) 十五、湿热带、干热带环境用电动机采取的措施 (21) 十六、防腐电机应采取的措施 (22) 十七、电动机振动限值 (22) 十八、电机选型要点 (23) 十九、电动机基本特征 (23)
一、旋转电机的定义是什么？ 旋转电机(以下简称电机)是依靠电磁感应原理而运行的旋转电磁机械，用于实现机械能和电能的相互转换。发电机从机械系统吸收机械功率，向电系统输出电功率；电动机从电系统吸收电功率，向机械系统输出机械功率。 电机运行原理基于电磁感应定律和电磁力定律。电机进行能量转换时，应具备能作相对运动的两大部件：建立励磁磁场的部件，感生电动势并流过工作电流的被感应部件。这两个部件中，静止的称为定子，作旋转运动的称为转子。定、转子之间有空气隙，以便转子旋转。 电磁转矩由气隙中励磁磁场与被感应部件中电流所建立的磁场相互作用产生。通过电磁转矩的作用，发电机从机械系统吸收机械功率，电动机向机械系统输出机械功率。建立上述两个磁场的方式不同，形成不同种类的电机。例如两个磁场均由直流电流产生，则形成直流电机；两个磁场分别由不同频率的交流电流产生，则形成异步电机；一个磁场由直流电流产生，另一磁场由交流电流产生，则形成同步电机。 电机的磁场能量基本上储存于气隙中，它使电机把机械系统和电系统联系起来，并实现能量转换，因此，气隙磁场又称为耦合磁场。 当电机绕组流过电流时，将产生一定的磁链，并在其耦合磁场内存储一定的电磁能量。磁链及磁场储能的多少随定、转子电流以及转子位置不同而变化，由此产生电动势和电磁转矩，实现机电能量转换。这种能量转换理论上是可逆的，即同一台电机既可作为发电机也可作为电动机运行。但实际上，一台电机制成后，由于两种运行状态下电机的参数和特性方面的原因，很准满足两种运行状态下的客观要求，因此，同一台电机不经改装和重新设计，不可任意改变其运行状态。 电机内部能量转换过程中，存在电能、机械能、磁场能和热能。热能是由电机内部能量损耗产生的。 对电动机而言： 从电源输入的电能＝耦合电磁场内储能增量+电机内部的能量损耗+输出的机械能对发电机而言： 从机械系统输入的机械能＝辐合电磁场内储能增量+电机内部的能量损耗+输出的电能
(一) PMSM 的数学模型 交流电机是一个非线性、强耦合的多变量系统。永磁同步电机的三相绕组分布在定子上，永磁体安装在转子上。在永磁同步电机运行过程中，定子与转子始终处于相对运动状态，永磁体与绕组，绕组与绕组之间相互影响，电磁关系十分复杂，再加上磁路饱和等非线性因素，要建立永磁同步电机精确的数学模型是很困难的。为了简化永磁同步电机的数学模型，我们通常做如下假设： 1) 忽略电机的磁路饱和，认为磁路是线性的； 2) 不考虑涡流和磁滞损耗； 3) 当定子绕组加上三相对称正弦电流时，气隙中只产生正弦分布的磁势，忽略气隙中的高次谐波； 4) 驱动开关管和续流二极管为理想元件； 5) 忽略齿槽、换向过程和电枢反应等影响。 永磁同步电机的数学模型由电压方程、磁链方程、转矩方程和机械运动方程组成，在两相旋转坐标系下的数学模型如下： (l)电机在两相旋转坐标系中的电压方程如下式所示: d d s d d c q q q s q q c d di u R i L dt di u R i L dt ωψωψ?=+-????=++?? 其中，Rs 为定子电阻；ud 、uq 分别为d 、q 轴上的两相电压；id 、iq 分别为d 、q 轴上对应的两相电流；Ld 、Lq 分别为直轴电感和交轴电感；ωc 为电角速度；ψd 、ψq 分别为直轴磁链和交轴磁链。 若要获得三相静止坐标系下的电压方程，则需做两相同步旋转坐标系到三相静止坐标系的变换，如下式所示。 cos sin 22cos()sin()3322cos()sin()33a d b q c u u u u u θθθπθπθπθπ?? ?-????? ??=--- ? ???? ???? ?+-+? ? (2)d/q 轴磁链方程： d d d f q q q L i L i ψψψ=+???=?? 其中，ψf 为永磁体产生的磁链，为常数，0f r e ωψ=，而c r p ωω=是机械角速度，p 为同步电机的极对数，ωc 为电角速度，e0为空载反电动势，其值为每项 倍。
伺服电机 中文名称：伺服电机 英文名称：servo motor 定义：转子转速受输入信号控制，并能快速反应，在自动控制系统中作执行元件，且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压所属学科：航空科技(一级学科) ；航空机电系统(二级学科) 伺服电机在伺服系统中控制机械元件运转的发动机.是一种补助马达间接变速装置。伺服电机,可使控制速度,位置精度非常准确。将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象 一：伺服电机工作原理 1.伺服主要靠脉冲来定位，基本上可以这样理解，伺服电机接收到1个脉冲，就会旋转1个脉冲对应的角度，从而实现位移，因为，伺服电机本身具备发出脉冲的功能，所以伺服电机每旋转一个角度，都会发出对应数量的脉冲，这样，和伺服电机接受的脉冲形成了呼应，或者叫闭环，如此一来，系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机，同时又收了多少脉冲回来，这样，就能够很精确的控制电机的转动，从而实现精确的定位，可以达到0.001mm。直流伺服电机分为有刷和无刷电机。有刷电机成本低，结构简单，启动转矩大，调速范围宽，控制容易，需要维护，但维护方便（换碳刷），产生电磁干扰，对环境有要求。因此它可以用于对成本敏感的普通工业和民用场合。无刷电机体积小，重量轻，出力大，响应快，速度高，惯量小，转动平滑，力矩稳定。控制复杂，容易实现智能化，其电子换相方式灵活，可以方波换相或正弦波换相。电机免维护，效率很高，运行温度低，电磁辐射很小，长寿命，可用于各种环境。 2.交流伺服电机也是无刷电机，分为同步和异步电机，目前运动控制中一般都用同步电机，它的功率范围大，可以做到很大的功率。大惯量，最高转动速度低，且随着功率增大而快速降低。因而适合做低速平稳运行的应用。 3.伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度（线数）。 4．什么是伺服电机？有几种类型？工作特点是什么？ 答：伺服电动机又称执行电动机，在自动控制系统中，用作执行元件，把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类，其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降， 5．交流伺服电机和无刷直流伺服电机在功能上有什么区别？ 答：交流伺服要好一些，因为是正弦波控制，转矩脉动小。直流伺服是梯形波。但直流伺服比较简单，便宜。
第一章电机中的电磁学基本知识 1.1 磁路的基本知识 1.1.1 电路与磁路 对于电路系统来说，在电动势的作用下电流从的正极通过导体流向负极。构成一个完整的电路系统需要电动势、电导体，并可以形成电流。 在磁路系统中，也有一个磁动势（类似于电路中的电势），在的作用下产生一个（类似于电路中的电流），磁通从磁动势的极通过一个通路（类似于电路中的导体）到极，这个通路就是磁路。由于铁磁材料磁导率比空气大几千倍，即空气磁阻比铁磁材料大几千倍，所以构成磁路的材料均使用导磁率高的铁磁材料。然而非铁磁物质，如空气也能通过磁通，这就造成铁磁材料构成磁路的周围空气中也必然会有磁通（，由于空气磁阻比铁磁材料大几千倍，因而比小的多，常常被称为漏磁通，称为主磁通。因此磁路问题比电路问题要复杂的多。 1.1.2 电机电器中的磁路 磁路系统广泛应用在电器设备之中，如变压器、电机、继电器等。并且在电机和某些电器的磁路中，一般还需要一段空气隙，或者说空气隙也是磁路的组成部分。 图1—1是电机电器的几种常用磁路结构。图(a)是普通变压器的磁路，它全部由铁磁材料组成；图(b)是电磁继电器磁路，它除了铁磁材料外，还有一段空气隙。 图(c)表示电机的磁路，也是由铁磁材料和空气隙组成；图(b)是无分支的串联磁路，空气隙段和铁磁材料串联组成；图(a)是有分支的并联磁路。图中实（或虚）线表示磁通的路径。
(a) (b) (c) 图1—1 几种常用电器的典型磁路 (a) 普通变压器铁芯； (b) 电磁继电器常用铁芯； (c) 电机磁路 1.1.3 电气设备中磁动势的产生 为了产生较强的磁场，在一般电气设备中都使用电流产生磁场。电 流产生磁场的方法是：把绕制好的匝线圈套装在铁心上，并在线圈内通 入电流，这样在铁心和线圈周围的空间中就会形成磁场，其中大多数磁 通通过铁心，称为主磁通；小部分围绕线圈，称为漏磁通，如图1—2所示。套装在铁心上用于产生磁通的匝线圈称为励磁线圈，励磁线圈中的 电流称为励磁电流。若励磁电流为直流，磁路中的磁通是恒定的，不随 时间变化，这种磁路称为直流磁路，直流电机的磁路属于这一类；若励 磁电流为交流，磁路中的磁通是交变的，随时间变化，这种磁路称为交 流磁路，交流电机、变压器的磁路属于这一类。
主要有 流量：单位时间内通过泵出口输出的液体量，一般采用体积流量 扬程：单位重量输送液体从泵入口至出口的能量增量，对于容积式泵，能量增量主要体现在压力能增加上，所以通常以压力增量代替扬程来表示。 轴功率、 转速 必需汽蚀裕量 泵的效率不是一个独立性能参数，它可以由别的性能参数例如流量、扬程和轴功率按公式计算求得。反之，已知流量、扬程和效率，也可求出轴功率。 通常，泵制造厂所给的特性曲线大多是指输送清洁冷水时的特性曲线。对于动力式泵，随着液体粘度增大，扬程和效率降低，轴功率增大，所以工业上有时将粘度大的液体加热使粘性变小，以提高输送效率。
2.叶轮式泵： 叶轮式泵是靠叶轮带动液体高速回转而把机械能传递给所输送的液体。 按叶轮结构分为：叶片式（开式、闭式）、旋流式、流道式、（包括单流道和双流道）螺旋离心式四种。 根据泵的叶轮和流道结构特点的不同叶轮式又可分为： 1）离心泵（centrifugal pump） 2）轴流泵（axial pump） 3）混流泵（mixed-flow pump） 4）旋涡泵（peripheral pump） 沥青保温泵 3.喷射式泵（jet pump） 是靠工作流体产生的高速射流引射流体，然后再通过动量交换而使被引射流体的能量增加。 泵的其它分类 泵还可以按泵轴位置分为： 1)立式泵（vertical pump） 2)卧式泵（horizontal pump） 按吸口数目分为： 1)单吸泵(single suction pump)
动力式泵和容积式泵除了原理上有所不同以外，在工作特性和应用上也有较大的差异。 动力式泵的主要特点是：①一定的泵在一定转速下所产生的扬程有一限定值。工作点流量和轴功率取决于与泵连接的装置系统的情况(位差、压力差和管路损失)。扬程随流量而改变（图2）。②工作稳定，输送连续，流量和压力无脉动。③一般无自吸能力，需要将泵先灌满液体或将管路抽成真空后才能开始工作。④离心泵在排出管路阀门关闭状态下启动，旋涡泵和轴流泵在阀门全开状态下启动，以减少启动功率。⑤离心泵适合于用高速电动机和汽轮机等直接驱动，结构简单，制造成本低，维修方便。 ⑥适用性能范围广，离心泵的流量可以从几到几十万米3/时，扬程可以从数米到数千米；轴流泵一般适用于大流量和低扬程（20米以下）。离心泵和轴流泵的效率一般在80%以下，高的可达90%。⑦适宜输送粘度很小的清洁液体（例如清水），特殊设计的泵可输送泥浆、污水等或水输固体物。动力式泵主要用于给水、排水、灌溉、流程液体输送、电站蓄能、液压传动和船舶喷射推进等。 容积式泵的主要特点是：①一定的泵在一定转速或往复次数下的流量是一定的，几乎不随压力而变。工作点压力和轴功率取决于与泵连接的装置系统的情况，因此当泵在排出管路不通（相当于系统阻力无限大）的情况下运转时，其压力和轴功率会增大到使泵或原动机破坏，所以必须设置安全阀来保护泵（蒸汽直接作用或压缩空气驱动的泵例外）。②往复泵的流量和压力有较大脉动，需要采取相应的消减脉动措施；回转泵一般
电机学（上）主要知识点复习提纲 20130619 一、绪论 1. 电机的概念：基本理论、基本结构、基本功能 2. 全电流定律（安培环路定律） 3. 电磁感应定律、磁通正弦变化时电磁感应定律表达式 4. 电磁力定律 5. 电机中常用材料 6. 铁磁材料的性质：磁化曲线、磁滞回线 7. 铁耗：磁滞损耗、涡流损耗 8. 磁路基本定律 9. 自感与互感 二、直流电机 A. 主要概念 1. 直流电机的基本原理：磁极和电刷静止，电枢和换向器旋转。 2. 直流电机主要结构 3. 直流电机额定值：额定功率、电动机、发电机 4. 电枢：电枢铁心（硅钢片）、电枢绕组的特点 5. 元件：实槽、虚槽、节距 6. 单叠、单波绕组：并联支路对数a 7. 电枢绕组展开图（不考但应清楚） 8. 换向器：换向器片数=元件数=虚槽数 9. 电刷放置原则 10. 励磁与励磁方式 11. 空载磁场、主磁通、漏磁通、每极磁通 12. 直流电机磁化曲线、气隙线、饱和系数 13. 电枢磁场与电枢反应：（交轴、直轴）电枢反应及其性质 14. 几何中性线、物理中性线 15. 感应电动势与电磁转矩：感应电势常数C E、转矩常数C T 16. 电磁功率P em 电枢铜耗p Cua 励磁铜耗p Cuf 电机铁耗p Fe 机械损耗p mec 附加损耗p ad 输出机械功率P 2 可变损耗、不变损耗、空载损耗 效率 17. 直流电动机（DM）的工作特性 18. 串励电动机的“飞速”或“飞车” 19. 电动机的机械特性、自然机械特性、人工机械特性、硬特性、软特性 20. 电力拖动机组稳定性判据 21. DM的起动方法：直接起动、电枢回路串电阻起动、降压起动；起动电流
第一章 电机中的电磁学基本知识 1.1 磁路的基本知识 1.1.1 电路与磁路 对于电路系统来说，在电动势E 的作用下电流I 从E 的正极通过导体流向负极。构成一个完整的电路系统需要电动势、电导体，并可以形成电流。 在磁路系统中，也有一个磁动势F （类似于电路中的电势），在F 的作用下产生一个Φ（类似于电路中的电流），磁通Φ从磁动势的N 极通过一个通路（类似于电路中的导体）到S 极，这个通路就是磁路。由于铁磁材料磁导率比空气大几千倍，即空气磁阻比铁磁材料大几千倍，所以构成磁路的材料均使用导磁率高的铁磁材料。然而非铁磁物质，如空气也能通过磁通，这就造成铁磁材料构成磁路的周围空气中也必然会有磁通σΦ（，由于空气磁阻比铁磁材料大几千倍，因而σΦ比Φ小的多，σΦ常常被称为漏磁通，Φ称为主磁通。因此磁路问题比电路问题要复杂的多。 1.1.2 电机电器中的磁路 磁路系统广泛应用在电器设备之中，如变压器、电机、继电器等。并且在电机和某些电器的磁路中，一般还需要一段空气隙，或者说空气隙也是磁路的组成部分。 图1—1是电机电器的几种常用磁路结构。图(a)是普通变压器的磁路，它全部由铁磁材料组成；图(b)是电磁继电器磁路，它除了铁磁材料外，还有一段空气隙。 图(c)表示电机的磁路，也是由铁磁材料和空气隙组成；图(b)是无分支的串联磁路，空气隙段和铁磁材料串联组成；图(a)是有分支的并联磁路。图中实（或虚）线表示磁通的路径。 (a) (b) (c) 图1—1 几种常用电器的典型磁路 (a) 普通变压器铁芯； (b) 电磁继电器常用铁芯； (c) 电机磁路 1.1.3 电气设备中磁动势的产生 为了产生较强的磁场，在一般电气设备中都使用电流产生磁场。电流产生磁场的方法是：把绕制好的N 匝线圈套装在铁心上，并在线圈内通入电流i ，这样在铁心和线圈周围的空间中就会形成磁场，其中大多数磁通通过铁心，称为主磁通Φ；小部分围绕线圈，称为漏磁通σΦ，如图1—2所示。套装在铁心上用于产生磁通的N 匝线圈称为励磁线圈，励磁
电机基础知识 步进电机 编写：Bingo
步进电机的基本电气原理 步进电机是一种将电脉冲转化为角位移或线位移的执行机构。 简单地讲就是：当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就 驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（及步进角）。 可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的 目的；同时也可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度 和加速度，从而达到调速的目的。 步进电机分种： 步进电机分三种： 永磁式（PM）--也称感应式、反应式（VR）和混合式（HB）。 永磁式步进电机一般为两相，转矩和体积较小，步进角一般为7.5度或15度；反应式步进电机一般为三相，可实现大转矩输出，步进角一般为1.5度，但噪声和振动都很大。 混合式步进电机是指混合了永磁式和反应式的优点。它又分为两相和五相：两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为0.72度。这种步进电机的应用最为广泛。
永磁式步进电机的驱动原理 A+B- C+D- A-B+ C+D- A-B+ C+D- A-B+ C-D+ A B A-B+C-D+A-B+C-D+A+B-C-D+A-B+C+D-A+B-C+D-A+B-C+D-CW A-B+C-D+A-B+C+D-A+B-C-D+A+B-C+D-A+B- C+D-CCW
1.保持转矩（HOLDING TORQUE） 保持转矩（HOLDING TORQUE）是指步进电机通电但没有转动时，定子锁住转子的力矩。它是步进电机最重要的参数之一，通常步进电机在低速时的力矩接近保持转矩。由于步进电机的输出力矩随速度的增大而不断衰减，输出功率也随速度的增大而变化，所以保持转矩衰减输出功率也随速度的增大变化以保持转矩就成为了衡量步进电机最重要的参数之一。比如，当人 们说2N.m的步进电机，在没有特殊说明的情况下是指保2N m的步进电机在没有特殊说明的情况下是指保持转矩为2N.m的步进电机。
电机基本知识 OFweek工控网讯：电机（英文：Electric machinery，俗称“马达”）是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的 一种电磁装置。在电路中用字母M（旧标准用D）表示。它的主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源。发电机在电路中用字母G表示。它的主要作用是利用机械能转化为电能，目前最常用的是，利用热能、水能等推动发电机转子来发电。 二级(kw) 3000r/min 四级（kw) 1500r/min 六级（kw) 1000r/min 八级（kw) 750r/min 十级（kw）600r/min 十二级（kw) 494r/min 电机基本知识一： 小型三相异步电动机，通常包括H80-315MM的电机，其产量大、用途广，在电网的总负荷中，它的用电量为40%左右。六十年代初流行的为JO2系列电动机，该系列电机的功率等级、安装尺寸与国际市场上的通用标准不同，另外该电机启动转矩较低和缺乏噪声控制指标，因此现在我国现在使用的电机为Y系列电机。该电机坚固耐用、安全可靠因此使用范围越来越广。然而有些用户使用的电机年损坏率高达5%，究其原因多半是选型不当、使用不妥、保护不善的缘故。因此本次讲课的主要目的是：发现电机使用中发生的质量问
题，妥善的解决。 小型异步电动机的体系小型异步电动机可分为：基本系列、派生系列和专用系列。基本系列使用范围广、生产量大，是一种通用电机，如Y系列（IP44）小型三相异步电动机。派生系列按照不同的使用要求，在基本系列的基础上做了部分改动，另部件与基本系列有较高的通用性和一定程度的统一性。派生系列有电气派生（如高效电机，YX系列）、结构派生（如绕线转子电动机YR系列）、特殊环境派生（隔爆型电动机，YB系列）等几种。专用系列与一般用途不同，具有特殊使用要求和特殊防护条件系列，如YZ、YZR冶金及起重用异步电动机。 电机基本知识二： 基本系列技术参数1、标准号JB/T9616-1996 2、外壳防护结构型式Y系列小型三相异步电动机基本系列有 IP23、IP44两种外壳防护等级。IP23和IP44的含义是：IP －－-表示防护等级的标志符号，后面的两位数字的要求如下表：级别要求IP23 第一位数字能防止手指接触及机壳内带电或转动部分，能防止直径大于12MM的小固体异物进入第二位数字与沿垂直线成60度或小于60度的淋水对电机应无有害影响IP44 第一位数字能防止厚度大于1MM 的工具、金属线或类似的物体触及机壳内带电或转动部分，能防止直径大于1MM的小固体异物进入，但不包括由外风
电机选型基本知识 小型三相异步电动机，通常包括H80-315MM的电机，其产量大、用途广，在电网的总负荷中，它的用电量为40%左右。六十年代初流行的为JO2系列电动机，该系列电机的功率等级、安装尺寸与国际市场上的通用标准不同，另外该电机启动转矩较低和缺乏噪声控制指标，因此现在我国现在使用的电机为Y系列电机。该电机坚固耐用、安全可靠因此使用范围越来越广。然而有些用户使用的电机年损坏率高达5%，究其原因多半是选型不当、使用不妥、保护不善的缘故。因此本次讲课的主要目的是：发现电机使用中发生的质量问题，妥善的解决。 小型异步电动机的体系 小型异步电动机可分为：基本系列、派生系列和专用系列。 基本系列----使用范围广、生产量大，是一种通用电机，如Y系列（IP44）小型三相异步电动机。 派生系列----按照不同的使用要求，在基本系列的基础上做了部分改动，另部件与基本系列有较高的通用性和一定程度的统一性。派生系列有电气派生（如高效电机，YX系列）、结构派生（如绕线转子电动机YR 系列）、特殊环境派生（隔爆型电动机，YB系列）等几种。 专用系列-----与一般用途不同，具有特殊使用要求和特殊防护条件系列，如YZ、YZR冶金及起重用异步电动机。 基本系列技术参数 1、标准号JB/T9616-1996
2、外壳防护结构型式 Y系列小型三相异步电动机基本系列有IP23、IP44两种外壳防护等级。IP23和IP44的含义是：IP---表示防护等级的标志符号，后面的两位数字的要求如下表： 级别要求 IP23第一位数字能防止手指接触及机壳内带电或转动部分，能防止直径大于12MM的小固体异物进入 第二位数字与沿垂直线成60度或小于60度的淋水对电机应无有害影响 IP44第一位数字能防止厚度大于1MM的工具、金属线或类似的物体触及机壳内带电或转动部分，能防止直径大于1MM的小固体异物进入，但不包括由外风扇吸风或送风的通风口和封闭式电机的泄水孔，这些部分应具有2级防护性能 第二位数字任何方向溅水于电机，应无有害影响。 3、安装结构及型式 Y系列电动机的安装结构，分为地脚安装、用地脚附带凸缘端盖安装和用一个凸缘端盖安装等三种。根据三种基本安装结构，电动机的安装型式又分为卧式安装或立式安装及轴伸向上或向下，即B3、B35、B5、V1、V15等安装方式，具体型号查标准。 4、冷却方式 Y系列电机基本是靠周围空气来循环冷却。
第一部分：电机基础知识 一、小功率电动机的分类 按国家标准规定，小功率电动机指折算至1500r/min(转/分)时连续额定功率不超过1.1kw的电动机，也称为微电动机或马力电动机，其分类如下： 1、小功率电动机分为以下4种： 1)小功率异步电动机； ①三相异步电动机； ②单相电阻起动电动机； ③单相电容起动电动机； ④单相电容运转电动机； ⑤单相电容双值电动机； ⑥罩极异步电动机。 2)小功率同步电动机； ①永磁同步电动机； ②磁阻同步电动机； ③磁滞（zhi）同步电动机； 3)小功率直流电动机； ①有刷直流电动机； A、励磁直流电动机； B、永磁直流电动机。 ②无刷直流电动机。 4)小功率交流换向器电动机； ①单相串激电动机； ②交直流两用电动机； ③推斥电动机。 二、电机的运行原理 1、安培环路定律——全电流定律 本定律阐（chan）述电流产生磁场的规律，由式表达： 上式说明沿任一条闭合回路L,磁场强度的线积分等于该闭合路所包围的全电流。 将全电流定律用到电机中，由于电机磁路通常可按不同的材料和几何尺寸分成几段，每段中的磁场强度是相同的，因此可将上式写成： H i----第i段磁路磁场强度（A/m） Li----第i段磁路计算长度（m） Wi----磁势（A） W---线圈匝数
磁场感应电流产生的强弱及方向由磁感应强度表示。 形象的描绘磁场用磁力线，磁力线是闭合曲线，磁力线的方向与产生磁场的电流之间符合右螺旋法则。穿过单位面积的磁力线数就是感应强度B. 磁感应强度不仅与电流有关，而且与周围介质有关，当周围放有铁磁物质时，磁场会大大加强，这是因为不同的介质有不同的磁导率，磁导率用u0表示。真空磁导率磁场物质u为u0的几百倍至几千倍，而且与磁场强度有关，不是常数，磁场强与磁感应强度关系为H=B/u 式中B——表示磁感应强度（T） U——表示磁导率（H/m） H——表示磁场强度，也叫磁势（A/m） 在均匀磁场中，穿过面积S的磁力线定义为磁通 2、电磁力定律 本定律阐述处于磁场中的载流导体受有电磁力作用。当磁场与载流导体相互垂直时，作用在导体相互垂直时，作用在导体的电磁力为f=BiL 式中f——电磁力（N） B———磁感应强度（T） i-----导体的电流（A） L-----导体的有效长度（m） 电磁力f的方向由左手定则判定：磁通指向手心，伸直四指指电流方向，垂直的拇指指电磁方向。 3、电磁感应定律 本定律阐述磁通变化产生感生电势的规律。 ⑴变化磁通产生的感应电势——变压器电势 式中W—与磁通Φ相交链的线圈匝数 Φ—与线圈交链的磁通（Wb） t —时间（s） e —感应动势（V）