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【课题】
绪 论
【教学目标】
1．知识目标：电动机的基本知识。
2．能力目标：了解电动机的发展史、类型、基本原理。
3．情感目标：激发学生浓厚的学习兴趣，培养学生严谨的科学态度。
【教学重点】电动机的类型、基本原理
【教学难点】基本原理
【教学方法】读书指导法、分析法、演示法、练习法。
【课时安排】2课时（90分钟）。
【教学过程】
〖新课〗
概念引入
1. 电机：是一种将电能或电信号转换为机械动力的设备。
2. 电机史话：自1820年奥斯特发现电流的磁效应 、1822年安培提出安培定律、1831年法拉第提出法拉第电磁感应定律后，各种各样的电机就相继出现了，但直到19世纪 80年代，才出现具有使用价值的电动机。当今电动机已成为人类生产和生活中的主要设备的动力。
3. 应用：电动机除了提供机械动力外，在电气自动控制系统中，还具有控制、放大、测量、调节等作用。
一、电动机类型
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?????????????????????电磁式直流电动机永磁式直流电动机—直流电动机励电动机）交直流两用电动机（串—同步电动机—单相电动机—异步电动机—三相电动机交流电动机电动机 二、电动机的基本原理
电动机是如何将电能转变成动力的呢？我们要从电动机的结构谈起。
1. 基本结构
定子：固定部件。
转子：可旋转部件。
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。
三相异步电动机基本知识 1 电机概述 电机的型式很多，但其工作原理都基于电磁感应定律和电磁力定律。因此，电机构造的一般原则是：用适当的有效材料（导磁和导电材料）构成能互相进行电磁感应的磁路和电路，以产生电磁功率和电磁转矩，达到转换能量形态的目的。 为了减少激磁电流和旋转磁场在铁心中产生的涡流和磁滞损耗，铁心有0.5mm厚的硅钢片叠压而成。硅钢片绝缘层的作用？笼型转子结构简单、制造方便。对要求启动电流小、启动转矩大的电机，可以采用绕线式电机。 按电机功能来分，可分为： ①发电机——把机械能转换成电能； ②电动机——把电能转换成机械能； ③变压器、变频机、变流机、移相器——分别用于改变电压、频率、电流相位。 ④控制电机——作为控制系统中的元件。 又可按以下方法分类： 电机变压器（也可称为 静止电机） 旋转电机 直流电机 交流电机 感应电机(异步 电机) 异步发电机 异步电动机 同步电机 同步电动机 同步发电机 调相机 下面主要讲述高压中大型三相异步电机。 S=ns-n/ns 2 电机型号、结构及分类
2.1 分类 a）按中心高分类 可分为微型电机、小型电机、中型电机、大型电机。一般来说，H80以下的称为微型电机（也叫分马力电机，功率在1kW以下），H80～H315的称为小型电机，H355～H630的称为中型电机，H710～H1000的称为大型电机。 b）按防护等级分类 基本上可分为开启式、防护式和封闭式电机。开启式电机的常用结构是IP11，防护式电机的常用结构是和IP22、IP23，封闭式电机的常用结构是IP44和IP54。 IP是International Protection 的意思，紧跟其后的第一个数字表示电机防护固体的能力(0-无防护；1-防护大于50mm的固体；2-防护大于12mm的固体；3-防护大于2.5mm 的固体；4-防护大于1mm的固体；5-防尘。)，第二个数字表示电机防水的能力(0-无防护电机；1-防滴电机；2-15°防滴电机；3-防淋水电机；4-防溅水电机；5-防喷水电机；6-防海浪电机；7-防浸水电机；8-潜水电机)。 请参考标准GB4942.1-85《电机外壳防护分级》。 c) 按安装方式分类 总体上可分为卧式电机和立式电机。 卧式电机的典型结构是IMB3，其余派生结构有IMB35、IMB5等。立式电机的典型结构是IMV1（把IMB5立起来装即可,轴伸朝下），其余派生结构有IMV15（把IMB35立起来装即可,轴伸朝下）等。 IM即International Mounting。 请参考标准GB997-2008《电机结构及安装型式代号》。(IEC60034-7:2001) 旋转电机的结构形式、安装形式及接线盒位臵---IM代码。 结构形式：有关固定用构件、轴承装臵和轴伸等电机部件的构成形式。
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。
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。
异步电机基础知识 1.一台6极三相异步电动机，通入50Hz的交流电，请问其定子旋转磁场转速为（）rmin（6.0分） A.750 B.1000 C.1500 我的答案：B√答对 2.异步电机作为电动机运行时，其转差率S范围( )（6.0分） A.S＞1 B.0＜S≤1 C.S＜0 我的答案：B√答对 3.三相异步电动机在正常运转时，转子磁场在空间的转速为（）（n1为定子旋转磁场速度，n1=60fp, n为转子转速，s为转差率）（6.0分） A.n1 B.n C.s n1 我的答案：A√答对 4.三相异步电动机旋转磁场的转向与( )有关。（6.0分） A.电源频率
B.转子转速 C.电源相序 我的答案：C√答对 5.一台4极绕线式异步电动机，在50Hz电源下满载运行，测得其满载转差率S n=0.05, 请问转子中电流的频率为（）（ 6.0分） A.2.5 Hz B.50 Hz C.47.5 Hz 我的答案：A√答对 1.三相异步电动机机负载增加时，下面说法正确的是（）（8.0分）） A.定子电流增大 B.转子电流增大 C.电机转速下降 D.转子电流频率增加 我的答案：ACD×答错 2.关于异步电动机额定值的描述正确的是（）（8.0分）） A.额定功率指定子输入的有功功率 B.额定电压是指线电压 C.额定电流是指线电流 D.电机额定转速小于定子旋转磁场速度
3.异步电动机的三种运行状态为（）（8.0分）） A.起动 B.制动 C.发电 D.电动 我的答案：ABD×答错 4.以下哪些属于异步电动机的主要结构部件（）（8.0分）） A.定子铁心 B.转子导条（绕组） C.转子铁心 D.定子绕组 我的答案：ABCD√答对 5.三相异步电动机定子旋转磁场转速取决于（）（8.0分）） A.电源频率 B.负载大小 C.极对数 D.电压大小 我的答案：AC√答对 1.三相异步电动机可通过换接其中两相，达到改变电机转向的目的。（6.0分）
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。
电机级数与转速关系基础知识 电机级数的概念 三相异步电动机转速是分级的，是由电机的“极数”决定的。三相异步电动机“极数”是指定子磁场磁极的个数。定子绕组的连接方式不同，可形成定子磁场的不同极数。选择电动机的极数是由负荷需要的转速来确定的，电动机的极数直接影响电动机的转速，电动机转速=60乘以频率再除以电动机极数。电动机的电流只跟电动机的电压、功率有关系。 电机级数的分类 1. 极数反映出电动机的同步转速，2极同步转速是3000r/min，4极同步转速是1500r/min，6极同步转速是1000r/min,8极同步转速是750r/min。绕组的一来一去才能组成回路，也就是磁极对数，是成对出现的，极就是磁极的意思，这些绕组当通过电流时会产生磁场，相应的就会有磁极。三相交流电机每组线圈都会产生N、S磁极，每个电机每相含有的磁极个数就是极数。由于磁极是成对出现的，所以电机有2、4、6、8……极之分。 2. 若三相交流电的频率为50Hz,则合成磁场的同步转速为50r/s,即3000r/min.如果电动机的旋转磁场不止是一对磁极,进一步分析还可以得到同步转速n与磁场磁极对数p的关系:n=60f/p.f为频率,单位为Hz.n的单位为r/min。 ns与所接交流电的频率 (f)、电机的磁极对数(P)之间有严格的关系 ns ＝f/P。
在中国，电源频率为50赫，所以二极电机的同步转速为3000转/分，四极电机的同步转速为1500转/分，其余类推。异步电机转子的转速总是低于或高于其旋转磁场的转速，异步之名由此而来。异步电机转子转速与旋转磁场转速之差（称为转差）通常在10％以内。由此可知，交流电机（不管是同步还是异步）的转速都受电源频率的制约。因此,交流电机的调速比较困难,最好的办法是改变电源的频率，而以往要改变电源频率是比较复杂的。所以70年代以前，在要求调速的场合，多用直流电机。随着电力电子技术的发展，交流电动机的变频调速技术已开始得到实用。 3.交流三相异步电动机极数为总线圈组数除以三。 4. 同步电动机的转速=60*频率/ 极对数（我国工频为50Hz)。异步电动机转速=（60*频率/ 极对数）×转差率另外，同等功率的电动机，转速越大，输出扭距越小。 5. 同步电机的极数 大容量的同步电机均为转极式，即转子为磁极，由励磁绕组通以直流电产生，而同步机的极对数就是转子磁极的对数。八极电机就是转子有8个磁极，2p=8,即此电机有4对磁极。一般汽轮发电机多为隐极式电机，极对数很少，一般为1、2对，而n=60f/p,所以他的转速很高，最高可达3000转（工频），而水轮发电机的极数相当多，转子结构为凸极式，工艺比较复杂，由于他的极数很多，所以它的转速很低，可能只有每秒几转！ 识别级数方法
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）
1.三相异步电动机旋转磁场的转向与( )有关。（6.0分） A.电源频率 B.转子转速 C.电源相序 我的答案：C√答对 2.一台6极三相异步电动机，通入50Hz的交流电，请问其定子旋转磁场转速为（）rmin（6.0分） A.750 B.1000 C.1500 我的答案：B√答对 3.三相异步电动机在正常运转时，转子磁场在空间的转速为（）（n1为定子旋转磁场速度，n1=60fp, n为转子转速，s为转差率）（6.0分） A.n1 B.n C.s n1 我的答案：A√答对 4.一台4极绕线式异步电动机，在50Hz电源下满载运行，测得其满载转差率S n=0.05, 请问转子中电流的频率为（）（6.0分） A.2.5 Hz
B.50 Hz C.47.5 Hz 我的答案：B×答错 5.异步电机作为电动机运行时，其转差率S范围( )（ 6.0分） A.S＞1 B.0＜S≤1 C.S＜0 我的答案：B√答对 1.异步电动机的三种运行状态为（）（8.0分）） A.起动 B.制动 C.发电 D.电动 我的答案：BCD√答对 2.以下哪些属于异步电动机的主要结构部件（）（8.0分）） A.定子铁心 B.转子导条（绕组） C.转子铁心 D.定子绕组 我的答案：ABCD√答对
3.三相异步电动机定子旋转磁场转速取决于（）（8.0分）） A.电源频率 B.负载大小 C.极对数 D.电压大小 我的答案：AC√答对 4.关于异步电动机额定值的描述正确的是（）（8.0分）） A.额定功率指定子输入的有功功率 B.额定电压是指线电压 C.额定电流是指线电流 D.电机额定转速小于定子旋转磁场速度 我的答案：AC×答错 5.三相异步电动机机负载增加时，下面说法正确的是（）（8.0分）） A.定子电流增大 B.转子电流增大 C.电机转速下降 D.转子电流频率增加 我的答案：AB×答错 1.三相异步电动机的最大转矩Tmax和起动转矩Tst与定子电压U1的平方成正比。（6.0分）