電動機(jī)分類及原理

1、電磁直流電動機(jī)永磁直流電動機(jī)無刷直流電動機(jī) 電動機(jī)直流電動機(jī)交流電動機(jī)有刷直流電動機(jī)單相電動機(jī)三相電動機(jī)稀土永磁直流電動機(jī) 鐵氧體永磁直流電動機(jī)鋁鎳鈷永磁直流電動機(jī) 串勵直流電動機(jī) 并勵直流電動機(jī) 他勵直流電動機(jī) 復(fù)勵直流電動機(jī) 電動機(jī)種類 1、按工作電源種類劃分、按工作電源種類劃分 電動機(jī)直流電動機(jī)同步電動機(jī) 異步電動機(jī) 磁滯同步電動機(jī)永磁同步電動機(jī)磁阻同步電動機(jī)感應(yīng)電動機(jī) 交流換向器電動機(jī) 三相異步電動機(jī)單相異步電動機(jī)罩極異步電動機(jī) 2、按結(jié)構(gòu)和工作原理劃分、按結(jié)構(gòu)和工作原理劃分推斥電動機(jī) 單相串勵電動機(jī) 交直流兩用電動機(jī) 電動機(jī)電容起動式單相異步電動機(jī) 電容運轉(zhuǎn)式單相異步電動機(jī) 電容起動

2、運轉(zhuǎn)式單相異步電動機(jī) 分相式單相異步電動機(jī) 電動機(jī)驅(qū)動用電動機(jī) 控制用電動機(jī) 電動工具用電動機(jī)家電用電動機(jī)通用小型機(jī)械設(shè)備用電動機(jī) 步進(jìn)電動機(jī) 伺服電動機(jī) 3.起動與運行方式劃分起動與運行方式劃分5.按用途劃分按用途劃分4、按轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)劃分、按轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)劃分電動機(jī)鼠籠型異步電動機(jī) 繞線型異步電動機(jī) 電動機(jī)低速電動機(jī) 高速電動機(jī) 恒速電動機(jī) 調(diào)速電動機(jī) 齒輪減速電動機(jī) 電磁減速電動機(jī) 力矩電動機(jī) 爪極同步電動機(jī) 有級恒速電動機(jī)無級恒速電動機(jī)有級變速電動機(jī)無級變速電動機(jī)電磁調(diào)速電動機(jī) 直流調(diào)速電動機(jī) PWM變頻調(diào)速電動機(jī) 開關(guān)磁阻調(diào)速電動機(jī) 6、按運轉(zhuǎn)速度劃分、按運轉(zhuǎn)速度劃分返回?zé)o刷直流電動機(jī)(B

3、LDC)結(jié)構(gòu)和原理 無刷直流電動機(jī)是采用半導(dǎo)體開關(guān)器件來實現(xiàn)電子換向無刷直流電動機(jī)是采用半導(dǎo)體開關(guān)器件來實現(xiàn)電子換向的，如圖的，如圖1所示所示,即用電子開關(guān)器件代替?zhèn)鹘y(tǒng)的接觸式換向器即用電子開關(guān)器件代替?zhèn)鹘y(tǒng)的接觸式換向器和電刷。它具有可靠性高、無換向火花、機(jī)械噪聲低等優(yōu)點，和電刷。它具有可靠性高、無換向火花、機(jī)械噪聲低等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于高檔錄音座、錄像機(jī)、電子儀器及自動化辦公設(shè)廣泛應(yīng)用于高檔錄音座、錄像機(jī)、電子儀器及自動化辦公設(shè)備中。備中。無刷直流電動機(jī)由永磁體轉(zhuǎn)子、多極繞組定子、位置傳無刷直流電動機(jī)由永磁體轉(zhuǎn)子、多極繞組定子、位置傳感器等組成，如圖感器等組成，如圖2所示。位置傳感按轉(zhuǎn)子位置的

4、變化，沿所示。位置傳感按轉(zhuǎn)子位置的變化，沿著一定次序?qū)Χㄗ永@組的電流進(jìn)行換流（即檢測轉(zhuǎn)子磁極相著一定次序?qū)Χㄗ永@組的電流進(jìn)行換流（即檢測轉(zhuǎn)子磁極相對定子繞組的位置，并在確定的位置處產(chǎn)生位置傳感信號，對定子繞組的位置，并在確定的位置處產(chǎn)生位置傳感信號，經(jīng)信號轉(zhuǎn)換電路處理后去控制功率開關(guān)電路，按一定的邏輯經(jīng)信號轉(zhuǎn)換電路處理后去控制功率開關(guān)電路，按一定的邏輯關(guān)系進(jìn)行繞組電流切換）。定子繞組的工作電壓由位置傳感關(guān)系進(jìn)行繞組電流切換）。定子繞組的工作電壓由位置傳感器輸出控制的電子開關(guān)電路提供。器輸出控制的電子開關(guān)電路提供。圖1圖2 無刷無刷DC電機(jī)具有永磁轉(zhuǎn)子和繞線定子。并且，電機(jī)具有永磁轉(zhuǎn)子和繞線定子

5、。并且，無刷無刷DC電機(jī)可以分為電機(jī)可以分為2類：一類具有外部旋轉(zhuǎn)磁類：一類具有外部旋轉(zhuǎn)磁鐵，另一類則具有內(nèi)部旋轉(zhuǎn)磁體。在無刷鐵，另一類則具有內(nèi)部旋轉(zhuǎn)磁體。在無刷DC電機(jī)電機(jī)中，感應(yīng)線圈（相位）的位置（對于恒定磁場而中，感應(yīng)線圈（相位）的位置（對于恒定磁場而言），受通過電流所產(chǎn)生的感應(yīng)磁場言），受通過電流所產(chǎn)生的感應(yīng)磁場, 而切換（轉(zhuǎn)而切換（轉(zhuǎn)換）到適當(dāng)?shù)南辔??；魻栃?yīng)傳感器通常用于感換）到適當(dāng)?shù)南辔??；魻栃?yīng)傳感器通常用于感應(yīng)轉(zhuǎn)子的位置。另外，也可以采用無傳感器方法。應(yīng)轉(zhuǎn)子的位置。另外，也可以采用無傳感器方法。返回永磁直流電動機(jī)永磁直流電動機(jī)永磁式直流電動機(jī)也由定子磁極、轉(zhuǎn)子、電刷、外殼等組

6、成，定子磁極采用永磁永磁式直流電動機(jī)也由定子磁極、轉(zhuǎn)子、電刷、外殼等組成，定子磁極采用永磁體（永久磁鋼），有鐵氧體、鋁鎳鈷、釹鐵硼等材料體（永久磁鋼），有鐵氧體、鋁鎳鈷、釹鐵硼等材料F=BILB磁通密度;L通電導(dǎo)體長度；I 導(dǎo)體中電流；F方向左手定則如右圖所示，電刷如右圖所示，電刷A,B上加上上加上直流電源，便形成直流電動機(jī)直流電源，便形成直流電動機(jī)的物理模型這個實現(xiàn)線圈的物理模型這個實現(xiàn)線圈abcd中便有電流通過。其方向為從中便有電流通過。其方向為從a到到d，線圈中電流，線圈中電流I與磁場作用，產(chǎn)生與磁場作用，產(chǎn)生電磁力電磁力 f=BIL，電樞再次電磁力的作用下旋轉(zhuǎn)起來，進(jìn)而帶動生產(chǎn)機(jī)械的運

7、轉(zhuǎn)。力的方向，電樞再次電磁力的作用下旋轉(zhuǎn)起來，進(jìn)而帶動生產(chǎn)機(jī)械的運轉(zhuǎn)。力的方向由左手定則判定，圖示時刻，電流從由左手定則判定，圖示時刻，電流從a到到d，則，則ab段所受電磁力的方向為從右向左，電樞段所受電磁力的方向為從右向左，電樞逆時針方向旋轉(zhuǎn)。當(dāng)電樞轉(zhuǎn)過逆時針方向旋轉(zhuǎn)。當(dāng)電樞轉(zhuǎn)過180度時，外部電路的電流度時，外部電路的電流I不變，線圈中的電流方向為從不變，線圈中的電流方向為從d到到a，此時電磁力方向不變，電機(jī)沿恒定方向旋轉(zhuǎn)。，此時電磁力方向不變，電機(jī)沿恒定方向旋轉(zhuǎn)。 定子包含定子包含2個或多個永磁極片。轉(zhuǎn)子個或多個永磁極片。轉(zhuǎn)子包含通過電刷與電壓源相連的繞組和機(jī)包含通過電刷與電壓源相連的繞

8、組和機(jī)械換向器。吸引通電繞組的相反極性和械換向器。吸引通電繞組的相反極性和定子磁鐵，轉(zhuǎn)子就會旋轉(zhuǎn)，直到與定子定子磁鐵，轉(zhuǎn)子就會旋轉(zhuǎn)，直到與定子對齊為止。轉(zhuǎn)子一與定子對齊，電刷就對齊為止。轉(zhuǎn)子一與定子對齊，電刷就會跨過換向器接點，并且給下一個繞組會跨過換向器接點，并且給下一個繞組通電，從而產(chǎn)生連續(xù)轉(zhuǎn)動。電機(jī)的速度通電，從而產(chǎn)生連續(xù)轉(zhuǎn)動。電機(jī)的速度與施加在其上的電壓成正比。顛倒電機(jī)與施加在其上的電壓成正比。顛倒電機(jī)連接方向，轉(zhuǎn)向也會改變。連接方向，轉(zhuǎn)向也會改變。返回電磁直流電動機(jī)按勵磁方式分類電磁直流電動機(jī)按勵磁方式分類電磁式直流電動機(jī)的定子磁極（主磁極）由鐵心和勵磁繞組構(gòu)成。根據(jù)電磁式直流電動機(jī)

9、的定子磁極（主磁極）由鐵心和勵磁繞組構(gòu)成。根據(jù)其勵磁（舊標(biāo)準(zhǔn)稱為激磁）方式的不同又可分為他勵直流電動機(jī)、并勵直其勵磁（舊標(biāo)準(zhǔn)稱為激磁）方式的不同又可分為他勵直流電動機(jī)、并勵直流電動機(jī)、串勵直流電動機(jī)和復(fù)勵直流電動機(jī)。因勵磁方式不同，定子磁流電動機(jī)、串勵直流電動機(jī)和復(fù)勵直流電動機(jī)。因勵磁方式不同，定子磁極磁通（由定子磁極的勵磁線圈通電后產(chǎn)生）的規(guī)律也不同。極磁通（由定子磁極的勵磁線圈通電后產(chǎn)生）的規(guī)律也不同。 返回旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)磁場（1）產(chǎn)生）產(chǎn)生圖圖3表示最簡單的三相定子繞組表示最簡單的三相定子繞組AX、BY、CZ，它們在空間按互，它們在空間按互差差120的規(guī)律對稱排列。并接成星形與三相電源的規(guī)

10、律對稱排列。并接成星形與三相電源U、V、W相聯(lián)。則三相相聯(lián)。則三相定子繞組便通過三相對稱電流：隨著電流在定子繞組中通過，在三相定子定子繞組便通過三相對稱電流：隨著電流在定子繞組中通過，在三相定子繞組中就會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場繞組中就會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(圖圖4)。（2）旋轉(zhuǎn)磁場的方向）旋轉(zhuǎn)磁場的方向旋轉(zhuǎn)磁場的方向是由三相繞組中電流相序決定的，若想改變旋轉(zhuǎn)磁場的方旋轉(zhuǎn)磁場的方向是由三相繞組中電流相序決定的，若想改變旋轉(zhuǎn)磁場的方向，只要改變通入定子繞組的電流相序，即將三根電源線中的任意兩根對向，只要改變通入定子繞組的電流相序，即將三根電源線中的任意兩根對調(diào)即可。這時，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向也跟著改變調(diào)即可。這時，轉(zhuǎn)子的

11、旋轉(zhuǎn)方向也跟著改變。 tiiAiBiCO1 2 0 2 4 0 3 6 0 (a) t = 0 (b) t = 120 (c) t = 240AAAXXXBBBYYYCCCZZZ圖 4 旋轉(zhuǎn)磁場的形成 AiAiBiCXBYCZ 圖3 三相異步電動機(jī)定子接線 (1)當(dāng)三相異步電機(jī)接入三相交流電源時，三相定子繞組流過三相對稱電流產(chǎn)當(dāng)三相異步電機(jī)接入三相交流電源時，三相定子繞組流過三相對稱電流產(chǎn)生的三相磁動勢（定子旋轉(zhuǎn)磁動勢）并產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。生的三相磁動勢（定子旋轉(zhuǎn)磁動勢）并產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。(2)該旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子導(dǎo)體有相對切割運動該旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子導(dǎo)體有相對切割運動,根據(jù)電磁感應(yīng)原理根據(jù)電磁感應(yīng)原理,轉(zhuǎn)

12、子導(dǎo)體產(chǎn)生轉(zhuǎn)子導(dǎo)體產(chǎn)生感應(yīng)電動勢并產(chǎn)生感應(yīng)電流。感應(yīng)電動勢并產(chǎn)生感應(yīng)電流。 （3）根據(jù)電磁力定律，載流的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在磁場中受到電磁力作用，形成電磁）根據(jù)電磁力定律，載流的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在磁場中受到電磁力作用，形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，當(dāng)電動機(jī)軸上帶機(jī)械負(fù)載時，便向外輸出機(jī)械能。轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，當(dāng)電動機(jī)軸上帶機(jī)械負(fù)載時，便向外輸出機(jī)械能。異步電機(jī)的工作原理異步電機(jī)的工作原理 三相異步電機(jī)利用將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的感應(yīng)原三相異步電機(jī)利用將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的感應(yīng)原理。導(dǎo)線被置于電磁場內(nèi)，受力的影響會讓它穿過磁理。導(dǎo)線被置于電磁場內(nèi)，受力的影響會讓它穿過磁場。在場。在AC感應(yīng)電機(jī)中，磁場被置于固定部分（定

13、子）感應(yīng)電機(jī)中，磁場被置于固定部分（定子）內(nèi)。受電磁力影響的導(dǎo)體位于轉(zhuǎn)子內(nèi)。內(nèi)。受電磁力影響的導(dǎo)體位于轉(zhuǎn)子內(nèi)。 定子通常由定子通常由3個成個成120電角度的相位繞組組成。通電角度的相位繞組組成。通入三相交流電時，它們會在轉(zhuǎn)子的導(dǎo)線內(nèi)產(chǎn)生電流。入三相交流電時，它們會在轉(zhuǎn)子的導(dǎo)線內(nèi)產(chǎn)生電流。定子產(chǎn)生的磁場的相互作用和轉(zhuǎn)子內(nèi)的載流導(dǎo)線使得定子產(chǎn)生的磁場的相互作用和轉(zhuǎn)子內(nèi)的載流導(dǎo)線使得轉(zhuǎn)子被定子磁場轉(zhuǎn)子被定子磁場“拖拖”轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)。返回 異步電機(jī)是一種交流電機(jī)，其負(fù)載時的轉(zhuǎn)速與所接電網(wǎng)的頻率之比不是恒定關(guān)異步電機(jī)是一種交流電機(jī)，其負(fù)載時的轉(zhuǎn)速與所接電網(wǎng)的頻率之比不是恒定關(guān)系。還隨著負(fù)載的大小發(fā)生變化。負(fù)載

14、轉(zhuǎn)矩越大，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速越低。異步電機(jī)包系。還隨著負(fù)載的大小發(fā)生變化。負(fù)載轉(zhuǎn)矩越大，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速越低。異步電機(jī)包括感應(yīng)電機(jī)、雙饋異步電機(jī)和交流換向器電機(jī)。感應(yīng)電機(jī)應(yīng)用最廣，在不致引起括感應(yīng)電機(jī)、雙饋異步電機(jī)和交流換向器電機(jī)。感應(yīng)電機(jī)應(yīng)用最廣，在不致引起誤解或混淆的情況下，一般可稱感應(yīng)電機(jī)為異步電機(jī)。誤解或混淆的情況下，一般可稱感應(yīng)電機(jī)為異步電機(jī)。 1單相異步電動機(jī)單相異步電動機(jī) 定子由機(jī)座和帶繞組的鐵心組成。鐵心由硅鋼片沖槽疊壓而成，槽內(nèi)嵌裝兩定子由機(jī)座和帶繞組的鐵心組成。鐵心由硅鋼片沖槽疊壓而成，槽內(nèi)嵌裝兩套空間互隔套空間互隔90電角度的主繞組（也稱運行繞組）和輔繞組（也稱起動繞組成副電角度的主繞

15、組（也稱運行繞組）和輔繞組（也稱起動繞組成副繞組）。主繞組接交流電源，輔繞組串接離心開關(guān)繞組）。主繞組接交流電源，輔繞組串接離心開關(guān)S或起動電容、運行電容等之或起動電容、運行電容等之后，再接入電源。后，再接入電源。轉(zhuǎn)子為籠型鑄鋁轉(zhuǎn)子，它是將鐵心疊壓后用鋁鑄入鐵心的槽中，并一起鑄出轉(zhuǎn)子為籠型鑄鋁轉(zhuǎn)子，它是將鐵心疊壓后用鋁鑄入鐵心的槽中，并一起鑄出端環(huán)，使轉(zhuǎn)子導(dǎo)條短路成鼠籠型。端環(huán)，使轉(zhuǎn)子導(dǎo)條短路成鼠籠型。分相電動機(jī)定子繞組示意圖單相凸極式罩極異步電動機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖 假設(shè)轉(zhuǎn)子的逆時針方向為正方向，看下圖，那么假設(shè)轉(zhuǎn)子的逆時針方向為正方向，看下圖，那么轉(zhuǎn)子對正向磁場的轉(zhuǎn)差率為轉(zhuǎn)子對正向磁場的轉(zhuǎn)差率為S

16、+=（n1-n）/n1轉(zhuǎn)子對反向磁場的轉(zhuǎn)差率為轉(zhuǎn)子對反向磁場的轉(zhuǎn)差率為S-=（n1-（-n）/n1=2-S+0S+|T-|; 0S-T+;S+=1時，時，T+=T-合成轉(zhuǎn)矩合成轉(zhuǎn)矩為為0。 單相異步電動機(jī)又分為單單相異步電動機(jī)又分為單相電阻起動異步電動機(jī)，單相電阻起動異步電動機(jī)，單相電容起動異步電動機(jī)、單相電容起動異步電動機(jī)、單相電容運轉(zhuǎn)異步電動機(jī)和單相電容運轉(zhuǎn)異步電動機(jī)和單相雙值電容異步電動機(jī)相雙值電容異步電動機(jī)單相異步電動機(jī)的T-s曲線返回三相異步電動機(jī)三相異步電動機(jī) 三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)與單相異步電動機(jī)相似，其定子鐵心槽中嵌裝三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)與單相異步電動機(jī)相似，其定子鐵心槽中嵌裝三

17、相繞組（有單層鏈?zhǔn)?、單層同心式和單層交叉式三種結(jié)構(gòu)）。定子繞組成三相繞組（有單層鏈?zhǔn)?、單層同心式和單層交叉式三種結(jié)構(gòu)）。定子繞組成接入三相交流電源后，繞組電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場，在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電接入三相交流電源后，繞組電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場，在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流，轉(zhuǎn)子在感應(yīng)電流和氣隙旋轉(zhuǎn)磁場的相互作用下，又產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)柜（即異流，轉(zhuǎn)子在感應(yīng)電流和氣隙旋轉(zhuǎn)磁場的相互作用下，又產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)柜（即異步轉(zhuǎn)柜），使電動機(jī)旋轉(zhuǎn)。步轉(zhuǎn)柜），使電動機(jī)旋轉(zhuǎn)。 鼠籠型異步電動機(jī)鼠籠型異步電動機(jī)繞線型異步電動機(jī)繞線型異步電動機(jī)異步電動機(jī)的外部接線異步電動機(jī)的外部接線 三相籠式異步電動機(jī)的部件圖三相籠式異步電動機(jī)的部件

18、圖NS（1）電磁轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生）電磁轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生電磁力電磁力電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩T, ,T 與與 n0 同方向。同方向。 工作原理示意圖工作原理示意圖二、三相異步電動機(jī)的基本工作原理二、三相異步電動機(jī)的基本工作原理（2）電動機(jī)轉(zhuǎn)速）電動機(jī)轉(zhuǎn)速n和旋轉(zhuǎn)磁和旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)速場同步轉(zhuǎn)速n0的關(guān)系的關(guān)系?電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向與磁電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向與磁場旋轉(zhuǎn)的方向一致，場旋轉(zhuǎn)的方向一致，但但 nLd氣隙較小，有較好的氣隙較小，有較好的弱磁能力弱磁能力返回磁阻式同步電動機(jī)磁阻式同步電動機(jī) 磁阻同步電動機(jī)又稱為反應(yīng)式同步電動機(jī)，這種電機(jī)的轉(zhuǎn)子本磁阻同步電動機(jī)又稱為反應(yīng)式同步電動機(jī)，這種電機(jī)的轉(zhuǎn)子本身沒有磁性，只是利用磁場中可移動部件企圖使磁路磁阻最小的原身沒有磁性，只是利用磁場中可移動部件企圖使磁路磁阻最小的