電機(jī)概述及各類型電機(jī)簡(jiǎn)介知識(shí)培訓(xùn)資料概要

1、電機(jī)培訓(xùn)教材概述及各類型電機(jī)簡(jiǎn)介7/25/20191第一章 概述第一節(jié)電機(jī)的定義電機(jī)可泛指所有實(shí)施電能生產(chǎn)、傳輸、使用和電能特性變換的機(jī)械或裝置。 然而，由于生產(chǎn)、傳輸、使用電能和電能特性變換的方式很多，原理各異，如機(jī) 械摩擦、電磁感應(yīng)、光電效應(yīng)、磁光效應(yīng)、熱電效應(yīng)、壓電效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)等等， 內(nèi)容廣泛，不可能由一門(mén)課程包括。電機(jī)學(xué)的主要研究范疇僅限于那些依據(jù)電磁 感應(yīng)定律和電磁力定律實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換和信號(hào)傳遞與轉(zhuǎn)換的裝置。一、電機(jī)的能量交換原理根據(jù)電機(jī)學(xué)定義，電機(jī)是一種將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能或?qū)C(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能 的設(shè)備，其中將機(jī)械能變?yōu)殡娔艿姆Q發(fā)電機(jī)； 將電能變?yōu)闄C(jī)械能的稱為電動(dòng)機(jī)。 電機(jī)實(shí)現(xiàn)能量

2、轉(zhuǎn)換都基于兩個(gè)基本定律：1、法拉第-楞次定律（感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)定律）導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)切割磁力線，在導(dǎo)體兩端必然會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，感應(yīng) 電動(dòng)勢(shì)e的大小與導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)速度v、導(dǎo)體的長(zhǎng)度L以及磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B成 正比，即：e=BLV感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向符合右手定律。2、 畢奧-薩戈?duì)柖桑姶帕Χ桑┹d流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中必然會(huì)受到電磁力的作用。電磁力的大小與導(dǎo)體所載電 流I、磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B以及導(dǎo)體的長(zhǎng)度L成正比，即：F=BIL電磁力的方 向符合左手定律。所有電機(jī)都是根據(jù)上述兩個(gè)定律基本原理設(shè)計(jì)的。電機(jī)類型很多，結(jié)構(gòu)類 型很多，結(jié)構(gòu)形式也各不相同，但其能量轉(zhuǎn)換和轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生原理是相同的，由于 勵(lì)磁方式不同，各類電機(jī)磁

3、場(chǎng)性能和變化不同，才有電機(jī)的不同類型和不同特 性。電機(jī)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換包括電系統(tǒng)、耦合系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)三個(gè)環(huán)節(jié)，如圖1-1。電動(dòng)機(jī)通常是在其接線端子上輸入電能，在軸上輸出機(jī)械功率。外電路 電能通過(guò)耦合系統(tǒng)在在機(jī)械系統(tǒng)中產(chǎn)生機(jī)械能，在機(jī)械系統(tǒng)軸頭以機(jī)械能輸 出。發(fā)電機(jī)則是在其軸上輸入機(jī)械功率，其端子上輸出電功率。驅(qū)動(dòng)機(jī)械的機(jī) 械能通過(guò)耦合系統(tǒng)，在電系統(tǒng)中產(chǎn)生電能輸出。在上述能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中，三個(gè) 系統(tǒng)都會(huì)產(chǎn)生部分能量損失，最終都以熱量形式向周圍環(huán)境散逸。以熱能形式散逸）圖1-1電機(jī)能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)二、 電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的可逆運(yùn)行電機(jī)進(jìn)行機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的過(guò)程是可逆的。當(dāng)電機(jī)內(nèi)部電磁轉(zhuǎn)距起驅(qū)動(dòng)作用 時(shí)為電動(dòng)狀態(tài)

4、；當(dāng)電磁轉(zhuǎn)距起制動(dòng)作用時(shí)為發(fā)電狀態(tài)。 即電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，電 動(dòng)機(jī)狀態(tài)和發(fā)電電機(jī)培訓(xùn)教材概述及各類型電機(jī)簡(jiǎn)介7/25/20192機(jī)狀態(tài)是可以互換的， 如電動(dòng)機(jī)在工作時(shí)，采用能耗制動(dòng)或反饋 制動(dòng)時(shí)，即進(jìn)入了發(fā)電機(jī)狀態(tài)。又如蓄能發(fā)電機(jī)組，在抽水蓄能時(shí)，以電動(dòng)機(jī)狀 態(tài)運(yùn)行，調(diào)峰發(fā)電時(shí)，以發(fā)電機(jī)方式工作。由于機(jī)電能量轉(zhuǎn)換過(guò)程是可逆的，因 而電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)在結(jié)構(gòu)上無(wú)根本區(qū)別。三、電機(jī)實(shí)現(xiàn)能量交換的條件根據(jù)電機(jī)的基本原理，電機(jī)要進(jìn)行能量交換必須要具備有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩個(gè) 部分，一個(gè)是產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感應(yīng)部件；另一個(gè)是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和流過(guò)工作電流的被 感應(yīng)部件。當(dāng)被感應(yīng)部件繞組中流過(guò)電流所建立磁場(chǎng)與勵(lì)磁磁場(chǎng)間，在極數(shù)相

5、等，相對(duì)靜止條件下，就能產(chǎn)生有效的電磁轉(zhuǎn)矩。電機(jī)內(nèi)兩個(gè)相互耦合的磁場(chǎng)為了要能相對(duì)運(yùn)動(dòng)，必須有一個(gè)機(jī)械部分是固 定的另一個(gè)是能相對(duì)運(yùn)動(dòng)的。因此，對(duì)任何旋轉(zhuǎn)電機(jī)來(lái)說(shuō)（有別于直線電機(jī)），必須有一個(gè)定子部件，固定住一套繞組和磁路部件；另外還必須有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)部件， 支撐住另一套繞組和磁路部件。只有這樣才能在定、轉(zhuǎn)子之間的氣隙磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)能 轉(zhuǎn)換。四、 電機(jī)基本組成部分任何一臺(tái)電機(jī)其機(jī)械總結(jié)構(gòu)一般應(yīng)包括以下部分。（1）定子。是輸入電功率，產(chǎn)生磁場(chǎng)的靜止部件。對(duì)交流電機(jī)來(lái)說(shuō)，在通常結(jié)構(gòu) 型式下，定子磁場(chǎng)是旋轉(zhuǎn)的；對(duì)直流電機(jī)來(lái)說(shuō)，定子磁場(chǎng)是靜止的。定子通常是 由機(jī)座固定在底板上（對(duì)大型電機(jī)）或基礎(chǔ)上（對(duì)中、小型電機(jī)

6、）。（2）轉(zhuǎn)子。是產(chǎn)生一個(gè)與定子磁場(chǎng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的磁場(chǎng).軸上輸出機(jī)械功率的重要部件，其上備部件往往要承受較大機(jī)械應(yīng)力和電磁力.轉(zhuǎn)子通常是依靠轉(zhuǎn)軸支承在軸承上。（3）軸承裝置。是使轉(zhuǎn)子能以所需方式旋轉(zhuǎn)，而能保持定、轉(zhuǎn)子相對(duì)位置的主要 結(jié)構(gòu)。中、小型電動(dòng)機(jī)一般采用滾動(dòng)軸承，固定在電機(jī)兩側(cè)端蓋上，對(duì)大型電機(jī) 來(lái)說(shuō)一般采用滑動(dòng)軸承，用軸承座固定在底板上。底板。單臺(tái)的中、小型電動(dòng)機(jī)沒(méi)有底板，定、轉(zhuǎn)子、機(jī)座、端蓋裝配成一個(gè) 整體，依靠與機(jī)座為一體的底腳板，直接固定到基礎(chǔ)上。大型電動(dòng)機(jī)定子、軸承 座，端罩都裝到一個(gè)有足夠剛度的基礎(chǔ)板一一底板上，使電動(dòng)機(jī)成為一個(gè)整體。（5）其他附屬結(jié)構(gòu)1）集電環(huán)與換向器。是構(gòu)成旋

7、轉(zhuǎn)部分導(dǎo)電的滑動(dòng)接觸的結(jié)構(gòu)。2）接線盒。可靠固定輸入電能的各種導(dǎo)體端子，并使之與機(jī)座可靠絕緣的部件。3）風(fēng)扇。對(duì)于發(fā)電機(jī)和非調(diào)速電動(dòng)機(jī)，可采用軸上自帶風(fēng)扇來(lái)進(jìn)行通風(fēng)冷卻，風(fēng) 扇結(jié)構(gòu)型式有徑向風(fēng)扇、軸向風(fēng)扇、斗式風(fēng)扇等。4）端罩（或端蓋）。防止維護(hù)、值班人員碰到旋轉(zhuǎn)、帶電部分的部件。5）附件。如測(cè)速發(fā)電機(jī)、過(guò)速繼電器、脈沖發(fā)生器等.是調(diào)速電動(dòng)機(jī)速度信號(hào)檢測(cè)的裝置。第二節(jié) 電機(jī)的主要類型電機(jī)的種類很多，分類方法也很多。如按運(yùn)動(dòng)方式分，靜止的有變壓器，運(yùn) 動(dòng)的直線電機(jī)和旋轉(zhuǎn)電機(jī)，直線電機(jī)和旋轉(zhuǎn)電機(jī)按電源性質(zhì)分，又有直流電機(jī)和 交流電機(jī)兩種，而交流電機(jī)按運(yùn)動(dòng)速度與電源頻率的關(guān)系又可分為異步電機(jī)和同 步

8、電機(jī)兩大類。分類還可以進(jìn)一步細(xì)分下去， 這里就不一一列舉了。鑒于直線電電機(jī)培訓(xùn)教材概述及各類型電機(jī)簡(jiǎn)介7/25/20193機(jī)較少應(yīng)用，而電機(jī)學(xué)只側(cè)重旋轉(zhuǎn)電機(jī)的研究，故上述分類結(jié)果可歸納為:變壓器電機(jī)彳（直流電機(jī) 旋轉(zhuǎn)電機(jī) Yr同步電機(jī)- 交流電機(jī)異步電機(jī)發(fā)電機(jī)：由原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能電動(dòng)機(jī)：將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)電力機(jī)械 變壓器、變頻機(jī)、變流機(jī)、移相器：分別用于改變電壓、電流、頻率和控制電機(jī)：進(jìn)行信號(hào)的傳遞和轉(zhuǎn)換，控制系統(tǒng)中的執(zhí)行、檢測(cè)第三節(jié)電機(jī)的絕緣材料及要求由于電機(jī)是依據(jù)電磁感應(yīng)定律實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的， 因此電機(jī)中必須要有電流通道 和磁通通道，也即通常所說(shuō)的電路和磁路，并要求由性能

9、優(yōu)良的導(dǎo)電材料和導(dǎo)磁 材料構(gòu)成。具體說(shuō)來(lái)，電機(jī)中的導(dǎo)電材料是繞制線圈（電機(jī)學(xué)將一組線圈稱為繞 組）用的，要求導(dǎo)電性能好電阻損耗小，故一般選用紫銅線（棒）。電機(jī)中的導(dǎo)磁材料又叫鐵磁材料，主要采用硅鋼片，也稱電工鋼片。除導(dǎo)電和導(dǎo)磁材料外， 電機(jī)中還需要有能將電、 磁兩部分融合為一個(gè)有機(jī)整體的結(jié)構(gòu)材料。這些材料首 先包括機(jī)械強(qiáng)度高、加工方便的鑄鐵、鑄鋼和鋼板，此外，還包括大量介電強(qiáng)度 高、耐熱性能好的絕緣材料（如聚酯漆、環(huán)氧樹(shù)脂、玻璃絲帶、電工紙、云母片、 玻璃纖維板等），專用于導(dǎo)體之間和各類構(gòu)件之間的絕緣處理。一、對(duì)絕緣結(jié)構(gòu)的要求繞組是實(shí)現(xiàn)能量交換的主要部件，是由導(dǎo)電性良好的導(dǎo)體和不導(dǎo)電的絕緣層

10、所構(gòu)成，導(dǎo)體的作用是構(gòu)成電機(jī)的電路， 絕緣層的作用是隔離電路與磁路、 導(dǎo)體 之間、以及帶電導(dǎo)體與地之間不同的電位。 為了減少鐵心中渦流產(chǎn)生的損耗和阻 尼作用，鐵心疊片之間也用絕緣作為隔離層，通常是極簿的一層漆膜。 電機(jī)內(nèi)的 絕緣層往往是由幾種絕緣材料組成，并經(jīng)過(guò)各種絕緣工藝處理。如包繞、烘壓、 浸漆、表面處理等，這種由多種絕緣材料經(jīng)過(guò)加工和特殊處理形成的復(fù)合絕緣層， 通常稱為絕緣結(jié)構(gòu)。絕緣結(jié)構(gòu)比單一的絕緣材料具有更好的電氣性能、 防潮性能、 機(jī)械強(qiáng)度、導(dǎo)熱性和整體性。電機(jī)內(nèi)因有數(shù)種繞組，往往有幾種不同的絕緣結(jié)構(gòu)， 它們?nèi)w構(gòu)成電機(jī)的絕緣系統(tǒng)。電機(jī)的運(yùn)行性能和使用壽命，與絕緣材料和絕緣系統(tǒng)的性能

11、密切相關(guān)，很大程度上取決于它們的電、熱、力學(xué)、理化性能。電機(jī)要能在惡劣的環(huán)境和嚴(yán)苛 的運(yùn)行條件下可靠工作，絕緣結(jié)構(gòu)應(yīng)具備電氣強(qiáng)度高、耐熱性能高、導(dǎo)熱性好、 防潮、防塵性好、機(jī)械強(qiáng)度高和便于維護(hù)等特點(diǎn)。此外對(duì)于在濕熱帶、海上等環(huán) 境工作的電動(dòng)機(jī)，其絕緣結(jié)構(gòu)要經(jīng)過(guò)特殊處理。電機(jī) V相位電機(jī)培訓(xùn)教材概述及各類型電機(jī)簡(jiǎn)介7/25/20194二、絕緣結(jié)構(gòu)組成單元電機(jī)內(nèi)有幾種不同的絕緣結(jié)構(gòu)，每種絕緣結(jié)構(gòu)的制作都必須根據(jù)絕緣制作工 藝操作文件-絕緣規(guī)范來(lái)進(jìn)行。絕緣結(jié)構(gòu)是由很多種絕緣材料組成的，它們的作 用和性能各不相同。絕緣單元結(jié)構(gòu)主要有以下幾種：(1)匝間絕緣。用來(lái)隔離同一繞組內(nèi)不同電位的導(dǎo)體，片間絕緣與

12、股線絕緣 也屑匝間絕緣性質(zhì)，其承受電壓較低。(2)對(duì)地絕緣。是主絕緣，承受對(duì)地電壓其作用是隔離地與導(dǎo)體之間電位， 要求有較高的電氣強(qiáng)度，絕緣層的厚度根據(jù)電機(jī)的電壓等級(jí)來(lái)確定。(3)層間絕緣。用來(lái)作為上、下層導(dǎo)線，或上、下層繞組問(wèn)的絕緣，要求具 有較好的彈性和韌性。(4)保護(hù)絕緣。用來(lái)保護(hù)主絕緣。使主絕緣減少制造過(guò)程和運(yùn)行過(guò)程受到的 機(jī)械損傷。保護(hù)絕緣要求具有某種好的機(jī)械性能，而不要求過(guò)高的絕緣性能，保護(hù)絕緣最常見(jiàn)的是線圈最外層的保護(hù)布帶、槽襯等。(5)支撐絕緣。主要用來(lái)使繞組和帶電部件在電機(jī)內(nèi)能可靠的定位和固定， 槽楔、引線夾板、端于板、端部綁扎機(jī)等皆后支撐絕緣，支撐絕緣要求有較好 的強(qiáng)度，并

13、在長(zhǎng)期工作中不應(yīng)變形。每種絕緣結(jié)構(gòu)都是由上述絕緣的單元結(jié)構(gòu)不同形成的組合。三、絕緣結(jié)構(gòu)的耐熱等級(jí)電機(jī)內(nèi)的各種絕緣結(jié)構(gòu)，在長(zhǎng)期強(qiáng)電場(chǎng)、高溫下運(yùn)行，其電氣和機(jī)械性能都 將逐漸下降。這是由于絕緣層內(nèi)有機(jī)物中揮發(fā)性成分的逸出， 氧化裂解、熱裂解、 水解等化學(xué)、物理變化、致使絕緣層變硬，變脆和出現(xiàn)裂紋，而導(dǎo)致力學(xué)、電氣、 理化性能變差，這是通常所你的絕緣老化現(xiàn)象，是一種劣化的過(guò)程。絕緣材料老化的過(guò)程中，起主要作用的是長(zhǎng)期高溫，即所謂熱老化。因此， 提高絕緣材料和絕緣結(jié)構(gòu)的耐熱性，是改善電機(jī)性能， 延長(zhǎng)使用壽命和提高運(yùn)行 可靠性的重要措施。不同的絕緣材料有不同的耐熱性能， 電機(jī)內(nèi)的絕緣結(jié)構(gòu)都應(yīng) 有相同的耐

14、熱等級(jí)。絕緣的耐熱等級(jí)規(guī)定見(jiàn)表11。表11絕緣耐熱等級(jí)耐熱等級(jí)丫丫AEBFH最咼允許溫度(C)90105120130155180除溫度因素外，臭氧、日光照射、電場(chǎng)、機(jī)械振動(dòng)和沖擊都是加速老化的因素，老化實(shí)際上是絕緣結(jié)構(gòu)和絕緣材料劣化的綜合表現(xiàn)。電機(jī)常用絕緣材料按性能劃分為丫、AE、B F、H等6個(gè)等級(jí)。如A級(jí)絕緣材料可在105度下長(zhǎng)期使 用，超過(guò)105度則很快老化，E級(jí)絕緣材料可在120度下長(zhǎng)期使用，超過(guò)120度 則很快老化，B級(jí)絕緣材料可在130度下長(zhǎng)期使用，超過(guò)130度則很快老化，F(xiàn)級(jí)絕緣材料可在155度下長(zhǎng)期使用，超過(guò)155度則很快老化,H級(jí)絕緣材料允許 在180度下長(zhǎng)期使用超過(guò)180度

15、則很快老化。使用時(shí)溫度超過(guò)8度，則使用壽命 將縮短一半，通常稱為熱老化的8度規(guī)則 第四節(jié)電機(jī)的作用和地位在自然界各種能源中，電能具有大規(guī)模生產(chǎn)、遠(yuǎn)距離經(jīng)濟(jì)傳輸、智能化自動(dòng)控 制的突出特點(diǎn)，它不但已成為人類生產(chǎn)和生活的主要能源，而且對(duì)近代人類文明 的產(chǎn)生和發(fā)展起了重要的推動(dòng)作用。與此相互應(yīng)，作為電能生產(chǎn)、傳輸、使用和 電能特性變換的核心裝備，電機(jī)在現(xiàn)代社會(huì)所有行業(yè)和部門(mén)中也占據(jù)著越來(lái)越重電機(jī)培訓(xùn)教材概述及各類型電機(jī)簡(jiǎn)介7/25/20195要的地位。對(duì)電力工業(yè)本身來(lái)說(shuō)，電機(jī)就是發(fā)電廠和變電站的主要設(shè)備。 首先，火（核） 電廠利用汽輪機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，然后電能經(jīng)各級(jí)變電站利用變壓器改變電 壓等級(jí)

16、，再進(jìn)行傳輸和分配。發(fā)電廠的多種輔助設(shè)備，如給水泵、鼓風(fēng)機(jī)、調(diào)速 器、傳送帶等，也需要電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。在機(jī)械制造業(yè)和其它所有輕、重型制造工業(yè)中，電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用也非常廣泛。 各類工作母機(jī)，尤其是速控機(jī)床，都須由一臺(tái)或多臺(tái)不同容量和型式的電動(dòng)機(jī)拖 動(dòng)和控制。各種專業(yè)機(jī)械，如紡織機(jī)、造紙機(jī)、印刷機(jī)等也都需要電動(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)。 一個(gè)現(xiàn)代化的大企業(yè)通常要裝備幾千乃至幾萬(wàn)臺(tái)不同類型的電動(dòng)機(jī)。在冶金工業(yè)中，高爐、轉(zhuǎn)爐和平爐都須由若干臺(tái)電動(dòng)機(jī)來(lái)控制大型扎鋼機(jī)常 由數(shù)千乃至數(shù)萬(wàn)千瓦的電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。在石油和天然氣的鉆探及加壓泵送過(guò)程中， 在煤炭開(kāi)采和輸送過(guò)程中，在化 學(xué)提煉和加工設(shè)備中，在電氣化鐵路和城市交通以及作為現(xiàn)代化高

17、速交通工具之 一的磁懸浮列車中，在建筑、醫(yī)藥、糧食加工工業(yè)中，在供水和排灌系統(tǒng)中，在 制導(dǎo)、跟蹤、定位等自動(dòng)化控制系統(tǒng)以及大功率電磁發(fā)射技術(shù)等國(guó)防高科技領(lǐng)域， 在電動(dòng)工具、家用電器、電動(dòng)玩具、辦公自動(dòng)化設(shè)備和計(jì)算機(jī)外部設(shè)備中.總之在一切工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國(guó)防、文教、科技領(lǐng)域以及人們?nèi)粘Ｉ钪?，電機(jī)的應(yīng)電機(jī)培訓(xùn)教材概述及各類型電機(jī)簡(jiǎn)介7/25/20196第二章各類型電機(jī)簡(jiǎn)介第一節(jié) 同步發(fā)電機(jī)與同步電動(dòng)機(jī)一、 同步電機(jī)特點(diǎn)同步電機(jī)是交流電機(jī)的一種。普通同步電機(jī)與異步電機(jī)的根本區(qū)別是轉(zhuǎn)子側(cè)（特殊結(jié)構(gòu)時(shí)也可以是定子側(cè)）裝有磁極并通入直流電流勵(lì)磁， 因而具有確定的極性。同步電機(jī)的運(yùn)行 特點(diǎn)是轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度必須

18、與定子磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)速度嚴(yán)格同步，并由此得名。由其極數(shù)與交流電頻率決定的按一定轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)的電機(jī).此轉(zhuǎn)速稱為同步轉(zhuǎn)速。 同步轉(zhuǎn)速是由電網(wǎng)頻率和極對(duì)數(shù)決定的，即n=60f/p （r/min）式中f電網(wǎng)頻率，Hzp極對(duì)數(shù)。同步電機(jī)的主要功能是機(jī)械能與恒定頻率交流電之間相互轉(zhuǎn)換?，F(xiàn)代的工業(yè)交流電源， 需要保持其頻率恒定而采用同步發(fā)電機(jī)。將同步電動(dòng)機(jī)接入交流電源作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行便成為同步電動(dòng)機(jī)。由于同步電動(dòng)機(jī)其恒定的轉(zhuǎn)速持性和具有良好的功率因數(shù)等得到了廣泛應(yīng)用。同步電機(jī)還可以用來(lái)調(diào)節(jié)電力系統(tǒng)的無(wú)功功率和功率因數(shù)，這種用途的同步電機(jī)稱同步調(diào)相 機(jī)。和其他電機(jī)一樣，同步電機(jī)進(jìn)行機(jī)電能量變換的過(guò)程是可逆的。當(dāng)電磁轉(zhuǎn)矩為

19、驅(qū)動(dòng)性時(shí)，用越來(lái)越廣泛常見(jiàn)電機(jī)圖常見(jiàn)電機(jī)圖電機(jī)培訓(xùn)教材概述及各類型電機(jī)簡(jiǎn)介7/25/20197同步電機(jī)運(yùn)行于電動(dòng)機(jī)狀態(tài)；當(dāng)電磁轉(zhuǎn)矩為制動(dòng)時(shí)，同步電機(jī)運(yùn)行于發(fā)電機(jī)狀態(tài)。但是需要說(shuō)明，同步發(fā)電機(jī)或電動(dòng)機(jī)從原理上說(shuō)都可以可逆運(yùn)行，而實(shí)際上由于對(duì)同步發(fā)電機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)和性能要求是不同的，所以一臺(tái)同步電機(jī)當(dāng)改變運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，除非專門(mén)設(shè)計(jì)，一般來(lái)說(shuō)，其運(yùn)行性能和參數(shù)往往不能完全滿足運(yùn)行需要。二、 同步發(fā)電機(jī)現(xiàn)代工業(yè)和生活的電源，幾乎全部為恒定頻率（50Hz或60Hz）的三相交流電，這種交流 電全部是由同步發(fā)電機(jī)提供的。 由于同步發(fā)電機(jī)拖動(dòng)機(jī)械的種類不同， 其結(jié)構(gòu)型式和運(yùn)行特 點(diǎn)有很大差異，同步發(fā)電機(jī)

20、主要有下列幾種主要型式：（一）汽輪發(fā)電機(jī)由高速汽輪機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)驅(qū)動(dòng)，主要用于火力發(fā)電或核能發(fā)電。這種發(fā)電機(jī)都是臥式結(jié)構(gòu)，在高速下運(yùn)行，幾乎全為隱極式結(jié)構(gòu)圓柱形轉(zhuǎn)子。近30年來(lái)，汽輪發(fā)電機(jī)的單機(jī)容量，有了很大的提高。大功率的兩極汽輪發(fā)電機(jī)單機(jī)容量已達(dá)1000MW。而用于核能發(fā)電的汽輪發(fā)電機(jī)，因蒸汽條件，汽輪機(jī)為低速機(jī)，發(fā)電機(jī)為四極，最大單機(jī)容量已達(dá)1500Mw。汽輪發(fā)電機(jī)單機(jī)容量的提高， 主要依靠改進(jìn)冷卻技術(shù)， 如采用了繞組內(nèi)部冷卻技術(shù)，并用氫和水為冷卻介質(zhì)，以及各種組合冷卻方式等。圖21氫冷汽輪發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。由于大容量的汽輪發(fā)電機(jī)采用了很高的電磁負(fù)荷，設(shè)計(jì)得較細(xì)長(zhǎng)，因而也帶來(lái)了由端部漏磁引起

21、的雜散損耗和端部發(fā)熱， 定、轉(zhuǎn)子繞組在槽內(nèi)和端部的固定方式、 轉(zhuǎn)子強(qiáng)度和振動(dòng) 等問(wèn)題。圖2-1氫氣冷卻汽輪發(fā)電機(jī)（定子繞組為水冷卻）1-定子2-轉(zhuǎn)子3-端蓋軸承4-油密封5-軸承瓦6-電刷罩7-冷卻水管（二）水輪發(fā)電機(jī)由水輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的同步發(fā)電機(jī)。結(jié)構(gòu)型式有立式和臥式兩種。臥式水輪發(fā)電機(jī)通常由沖擊式或貫流式水輪機(jī)驅(qū)動(dòng)，常用于特殊水路條件，容量較小，轉(zhuǎn)子為凸極式結(jié)構(gòu)。立式水輪發(fā)電機(jī)主要由混流式或軸流式水輪機(jī)驅(qū)動(dòng)，這種發(fā)電機(jī)組因水輪機(jī)結(jié)構(gòu)比較 合理，機(jī)組占地面積小等待點(diǎn)。最大水輪發(fā)電機(jī)容量已達(dá)700MW。圖22是5.7MVA , 428r/min立式水輪發(fā)電機(jī)。水輪發(fā)電機(jī)起動(dòng)、并網(wǎng)所需時(shí)間很短，運(yùn)行調(diào)

22、度較靈活，因而在電 力系統(tǒng)除擔(dān)負(fù)基荷電機(jī)培訓(xùn)教材概述及各類型電機(jī)簡(jiǎn)介7/25/20198外，還常用作調(diào)峰、調(diào)相和事故備用電源。水輪發(fā)電機(jī)運(yùn)行和設(shè)計(jì)中，具有下面幾個(gè)特點(diǎn)：1）要求發(fā)電機(jī)有較大的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（GDZ），同時(shí)由于轉(zhuǎn)速較低而極數(shù)較多，因此，水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子直徑和外型尺寸較大，而鐵心長(zhǎng)度往往較短，外形正與汽輪發(fā)電機(jī)相反， 多數(shù)是扁平的。2）水電站通常遠(yuǎn)離負(fù)荷中心，需通過(guò)長(zhǎng)距離高壓輸電至負(fù)荷中心，因而，電力系統(tǒng)對(duì)水輪發(fā) 電機(jī)有較高的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定和穩(wěn)態(tài)穩(wěn)定的要求。3）為了防止水輪發(fā)電機(jī)出現(xiàn)飛逸轉(zhuǎn)速對(duì)電機(jī)造成的破壞，其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度必須要能承受逸速時(shí)的離心力，在逸速下保持可靠性。（三）柴油發(fā)電機(jī)是由活塞式內(nèi)燃

23、機(jī)驅(qū)動(dòng)的同步發(fā)電機(jī)，其容星范圍一般為幾千瓦至幾兆瓦，柴油發(fā)電機(jī)組待點(diǎn)是起動(dòng)迅速， 操作方便，但其發(fā)電成本較高，通常作為應(yīng)急備用電源，或一些流動(dòng)工 作單位照明、動(dòng)力和通信電源。柴油發(fā)電機(jī)一般安裝在戶內(nèi)或電源車內(nèi)，其結(jié)構(gòu)為凸極式。大型柴油發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)與臥式水輪發(fā)電機(jī)相雷同，小型柴油發(fā)電機(jī)除轉(zhuǎn)子為凸極式外，其余結(jié)構(gòu)與異步電機(jī)相同。為了改善發(fā)電機(jī)運(yùn)行性能，提高拉術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和運(yùn)行可靠性，柴油發(fā)電機(jī)通常采用自勵(lì)恒壓勵(lì)磁系統(tǒng)。由于活塞式內(nèi)燃機(jī)軸上輸出的是周期性脈動(dòng)力矩，使柴油發(fā)電機(jī)在振動(dòng)較大的條件下 工作，因此，要求其機(jī)座、端蓋、風(fēng)扇等設(shè)計(jì)要具有足夠的強(qiáng)度和剛度，特別是發(fā)電機(jī)組軸電機(jī)培訓(xùn)教材概述及各類型電機(jī)簡(jiǎn)

24、介7/25/20199系設(shè)計(jì)要注意扭振問(wèn)題。 為使轉(zhuǎn)速均勻和避免出現(xiàn)共振, 力矩，在飛輪力矩過(guò)小的情況，必須加設(shè)飛輪。圖 2-22-25.7MVA,428r/min5.7MVA,428r/min 立式水輪發(fā)電機(jī)三、同步電動(dòng)機(jī)（一）工作原理同步電動(dòng)機(jī)是一種將三相交流電變換成恒定轉(zhuǎn)速的輸出機(jī)械功率的電機(jī)。在同步電機(jī)定子上，齒槽沖片疊成的鐵心上嵌裝了三相繞組，而轉(zhuǎn)子上裝有直流勵(lì)磁的磁極。定子鐵心內(nèi)的三相繞組是這樣設(shè)置的：各相繞組是對(duì)稱的， 在定子表面?zhèn)湎鄮д?20電角度，而各相電勢(shì)相位也差120電角度。根據(jù)電機(jī)學(xué)電勢(shì)向量分析可知，這個(gè)三相繞組通電后將在定于空間產(chǎn)生一個(gè)與電網(wǎng)頻同步的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。而其轉(zhuǎn)子

25、磁場(chǎng)由于是恒定勵(lì)磁，相對(duì)于轉(zhuǎn)于是靜止的，定、轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)作用結(jié)果，轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)被定子磁場(chǎng)吸引，以同步速度旋轉(zhuǎn)，并產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。因 此，電動(dòng)機(jī)以同步速度運(yùn)行，并輸出機(jī)械轉(zhuǎn)矩。（二）同步電動(dòng)機(jī)特點(diǎn)柴油發(fā)電機(jī)組必須具有合適的飛輪劇勵(lì)當(dāng)機(jī)左勵(lì)機(jī)權(quán)力軸承4電機(jī)培訓(xùn)教材概述及各類型電機(jī)簡(jiǎn)介7/25/2019101）轉(zhuǎn)速不隨負(fù)裁和電壓而變化，只與頻率有關(guān)；2）運(yùn)行穩(wěn)定性好，具有較強(qiáng)過(guò)載能力；3）運(yùn)行效率高，在低速時(shí)，同步電動(dòng)機(jī)這一點(diǎn)尤為突出；4）能以超前功率因數(shù)運(yùn)行，有利于改善電網(wǎng)功率因數(shù)，5）一個(gè)弱點(diǎn)是不宜連續(xù)起動(dòng)。（三）同步電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用范圍同步電動(dòng)機(jī)主要用于恒速運(yùn)行大型機(jī)械的驅(qū)動(dòng)，如球磨機(jī)、空壓機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、各類

26、大泵等。在實(shí)際使用場(chǎng)合中是以大型同步機(jī)為主，中、小型同步機(jī)較少使用，目前大型高爐鼓風(fēng)機(jī)、制氧機(jī)用高速同步機(jī)單機(jī)容量已達(dá)70Mw。圖23是一臺(tái)800kw同步電動(dòng)機(jī)。同步電動(dòng)機(jī)為了滿足被驅(qū)動(dòng)機(jī)械的要求.可以設(shè)計(jì)具有不同的特性。如軋鋼電動(dòng)機(jī)具有較大過(guò)載能力和承受沖擊負(fù)荷能力； 球磨機(jī)同步電動(dòng)機(jī)具有較高的起動(dòng)力矩，拍動(dòng)往復(fù)式壓縮機(jī)的同步電動(dòng)機(jī)應(yīng)具有較大的飛輪力矩等。四、同步電機(jī)結(jié)構(gòu)同步電機(jī)結(jié)構(gòu)主要由定子、轉(zhuǎn)子、軸承裝置、滑環(huán)裝置和底板等五個(gè)主要部分組成。但是，由于使用條件和運(yùn)行方式的不同，其結(jié)構(gòu)具有多種不同型式。同步電動(dòng)機(jī)布置形式分立式和臥式兩種，立式布置的同步電機(jī)通常用作大容量水輪發(fā)電機(jī)以及泵和離心

27、壓縮機(jī)類負(fù)荷 的同步電動(dòng)機(jī)；多數(shù)同步發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)為臥式結(jié)構(gòu)，圖2-4是630KW同步電機(jī)結(jié)構(gòu)圖。定鐵心勵(lì)螯繞組疊片磁極陰尼烷組圖 2-32-3800KW800KW 同步電動(dòng)機(jī)電機(jī)培訓(xùn)教材概述及各類型電機(jī)簡(jiǎn)介7/25/201911圖 2-42-4 是 630KW630KW 同步電機(jī)結(jié)構(gòu)圖。(一)定子結(jié)構(gòu)定子是同步電機(jī)固定部件，其作用是在定子空間建立交流旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩、同 步電機(jī)定于也稱電樞。主要由機(jī)座、鐵心和線圈等部件組成。中、小型同步機(jī)和汽輪發(fā)電 機(jī)定子一般是一個(gè)整體，大型同步電動(dòng)機(jī)和水輪發(fā)電機(jī)定子，由于考慮運(yùn)輸和安裝條件， 往往做成分瓣形式，大型同步電動(dòng)機(jī)通常做成分半形式，而大型水

28、輪發(fā)電機(jī)往往可分為48辨。(1)機(jī)座。是定子主要結(jié)構(gòu)支承部件，其作用是固定鐵心和線圈，大型同步電機(jī)的機(jī)座都 采用鋼板焊接結(jié)構(gòu)，要求有較高的剛性，并有利于通風(fēng)，機(jī)座通常需根據(jù)定子鐵心需要而 做成整體或分瓣結(jié)構(gòu)。(2)定子鐵心。是構(gòu)成定子磁路的部件，由刷漆的硅鋼片疊裝而成，目的是減少渦流和磁 滯損耗。定子沖片是分段疊裝，每段之間有通風(fēng)槽片，以構(gòu)成徑向通風(fēng)。扇形沖片外圓上 的鴿尾槽嵌裝在機(jī)座的定位筋上，鐵心兩端用壓扳把鐵心壓緊，使鐵心緊實(shí)，牢固地固定 在機(jī)座上。(3)定子線圈。是同步電機(jī)實(shí)現(xiàn)能量交換的主要部件。定子線圈結(jié)構(gòu)型式多為雙層疊式繞 組，嵌裝在定子鐵心內(nèi)腔的槽內(nèi)，依靠槽楔固定在槽內(nèi)，其端部則

29、用綁扎繩和絕緣墊塊將 線圈伸出鐵心的兩端部綁扎成喇叭形整體，并用端箍固定在機(jī)座上，目的是為了防止起動(dòng) 和沖擊負(fù)荷大電流產(chǎn)生的巨大電動(dòng)力造成線圈的振動(dòng)和變形。小型同步電機(jī)的定子電壓通常為380v，中、大型同步電機(jī)電壓為310kv，而大型同步發(fā)電機(jī)電壓等級(jí)為10一20kv，對(duì)地絕緣厚度較厚，包統(tǒng)絕緣材料的層數(shù)較多，所使用的絕 緣材料通常為F級(jí)或B級(jí)環(huán)氧膠粉云母帶。對(duì)于使用環(huán)境較惡劣，運(yùn)行要求較高的同步電 動(dòng)機(jī)，一般要求定子線圈下線后進(jìn)行vPI工藝(真空壓力浸膠工藝)處理，以便定子絕緣系統(tǒng)具有較好的整體性和防潮性能。電機(jī)培訓(xùn)教材概述及各類型電機(jī)簡(jiǎn)介7/25/201912為了檢測(cè)定子繞組運(yùn)行中的溫度，

30、定子線圈在下線過(guò)程中通常埋有測(cè)溫元件，埋設(shè)的位 置通常在三個(gè)相的繞組的槽底或線圈層問(wèn)。對(duì)于6kv以上的定子繞組，還必須進(jìn)行防電暈處理。通常的做法是在線圈表面涂刷半導(dǎo) 體漆，以改善其線圈表面的電位分布梯度。（二）轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)同步電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)根據(jù)轉(zhuǎn)速高低和容量大小，可分為凸極式和隱極式兩種，隱極式轉(zhuǎn)子通常只用于汽輪發(fā)電機(jī)和大容量高速電動(dòng)機(jī)，一般同步電機(jī)多采用凸極式轉(zhuǎn)子圖25是兩種轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖。同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子通常由轉(zhuǎn)軸、磁極、磁軛、阻尼繞組和滑環(huán)等部件組成，圖2-6是一臺(tái)具有實(shí)心磁極的同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。圖2-5同步電機(jī)轉(zhuǎn)子形式a凸極式b隱極式圖2-6具有實(shí)心磁極的同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)電機(jī)培訓(xùn)教材概述及

31、各類型電機(jī)簡(jiǎn)介7/25/201913S =0.0010.0015d(mm)(1)轉(zhuǎn)軸。其作用是支承轉(zhuǎn)子和傳遞扭矩，一般由鍛造的優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼加工而成。(2)磁極。磁極是同步電機(jī)建立轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的部件.它由磁極鐵心，勵(lì)磁線圈和極身絕緣組成。磁極鐵心通常由磁極沖片疊成，沖片材質(zhì)為11.5mm低碳鋼板。除了疊片磁極外，還有不少同步電動(dòng)機(jī)采用了實(shí)心磁極，其極身和極靴往往由鍛鋼或 鑄鋼制造，實(shí)心磁極具有極好的機(jī)械強(qiáng)度和起動(dòng)性能，可以省去阻尼繞組，整體的極靴在 起動(dòng)時(shí)代替阻尼繞組作用。磁極線圈通常由棵銅排邊繞而成，繞制后需經(jīng)去毛刺、退火、 整形，在匝間墊放環(huán)氧破璃坯布等工藝，最后熱壓成型。磁極極身部分包繞有極身絕

32、緣， 是磁極線圈的對(duì)地絕緣。(3)阻尼繞組。阻尼繞組作用除磁通變化時(shí)起阻尼作用外，另一個(gè)作用是同步電動(dòng)機(jī)以異 步方式起動(dòng)時(shí)，作為起動(dòng)繞組用。起動(dòng)過(guò)程時(shí)間雖然很短，但由于流過(guò)阻尼繞組的電流很 大，阻尼繞組在起動(dòng)過(guò)程中承受很大熱應(yīng)力。a)懸掛式端環(huán)b)止口式端環(huán)c)端環(huán)間的柔性連接阻尼繞組放置在位于極靴表面圓形半開(kāi)口槽中，阻尼條多為黃銅材質(zhì)的圓形導(dǎo)條，在槽 內(nèi)與磁極不絕緣，阻尼端環(huán)將每極的阻尼導(dǎo)條連接在一起，通常采用釬焊方式。阻尼瑞環(huán) 之間一般采用柔性連接片連接，以避免起動(dòng)時(shí)阻尼端環(huán)的熱應(yīng)力。阻尼導(dǎo)條與阻尼瑞環(huán)連 接和固定方式如圖27所示。(4)磁軛。磁軛是轉(zhuǎn)子磁路的一部分，由于同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子磁通

33、是恒定的，不是交變的，無(wú) 渦流損耗，往往是用48mm鋼板的沖片疊成，也有用整體鍛鋼加工而成。磁軛另一個(gè)重 要作用是固定磁極，其內(nèi)孔直接套在軸上，其外表面沖有(或銃有)鴿尾槽，用以固定磁極，并使磁極準(zhǔn)確定位。(三)軸承軸承雖然在電機(jī)中只是支承轉(zhuǎn)子的一個(gè)部件，但是電動(dòng)機(jī)多種原因產(chǎn)生的故障(如轉(zhuǎn)子不平衡，安裝不對(duì)中、氣隙不均勻，異步機(jī)斷條、同步機(jī)匝間短路等等)，都是以軸承振動(dòng)大，發(fā)熱等形式反映出來(lái)的，因而軸承往住是電動(dòng)機(jī)診斷和維修的一個(gè)重要部件。由于大型同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子重量較大一般采用座式滑動(dòng)軸承，原因是這種結(jié)構(gòu)型式軸承 的承載重量大，維護(hù)較方便。(1)座式軸承基本結(jié)構(gòu)，座式軸承通常具有分兩半的軸瓦，

34、可單獨(dú)拆卸，軸承蓋、軸承座直 接固定于底板上。袖瓦材質(zhì)為鑄鐵或鑄鋼，在與軸頸接觸的瓦面上，掛鑄了一層巴氏合金。 軸瓦與軸頸之間必須保持一定間隙，以利于形成油膜因此，對(duì)鈾瓦間隙裝配時(shí)有一定要 求，軸瓦間隙不合理，運(yùn)行時(shí)會(huì)導(dǎo)致軸瓦發(fā)熱或油膜振蕩。通常軸瓦頂間隙S可用下式來(lái)計(jì)算。式中d軸頸直徑.mm。圖2-7阻尼線圈與端環(huán)的連接和固定電機(jī)培訓(xùn)教材概述及各類型電機(jī)簡(jiǎn)介7/25/201914袖瓦與軸承座往往只有一個(gè)較窄的環(huán)面或球面來(lái)支承和接觸，使軸瓦具有一定的可調(diào) 性。為防止軸電流的產(chǎn)生，大型電動(dòng)機(jī)往往采用防軸電流措施。通常的做法是將非傳動(dòng)端軸 承座對(duì)地絕緣，而傳動(dòng)端軸承不但不絕緣，而且還在軸伸部分裝置

35、一套接地電刷，使之良 好接地，防止軸電流燒蝕軸瓦和鈾頸表面。（2）潤(rùn)滑方式?；瑒?dòng)鈾承都采用稀油潤(rùn)滑，潤(rùn)滑方式有如下幾種：1）油環(huán)潤(rùn)滑。用黃銅制成的油環(huán)，在軸瓦開(kāi)口處套在軸頸上，油環(huán)下半部浸沒(méi)在潤(rùn)滑油 中，電機(jī)運(yùn)行時(shí)，油環(huán)也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，將潤(rùn)滑油帶到鈾頸上部，從兩面流下，潤(rùn)滑軸頸和軸 瓦，這種潤(rùn)滑方式如圖28a。2）注油潤(rùn)滑。在軸承線速度和比壓力較大情況下，采用油環(huán)帶油涸滑方式已經(jīng)不能有效 的潤(rùn)滑和冷卻軸瓦，往往需采用將潤(rùn)滑油注入軸瓦間隙，起到很有效的冷卻和潤(rùn)滑作用。 采用這種潤(rùn)滑方式時(shí)，軸承座油室需與外面管路連通，進(jìn)行循環(huán)和冷卻。注油潤(rùn)滑注入方式有兩種，一種是側(cè)部注入，只能用于單向旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)，其注

36、油口位 于軸瓦出油側(cè)，潤(rùn)滑油通過(guò)上瓦的油槽在軸徑上流過(guò)；另一種是頂部注入方式。圖28b是側(cè)面注油潤(rùn)滑方式。圖2-8座式軸承潤(rùn)滑方式a）油環(huán)潤(rùn)滑b）注油潤(rùn)滑c）復(fù)合潤(rùn)滑d）油盤(pán)和高壓油頂起復(fù)合潤(rùn)滑3）復(fù)合潤(rùn)滑。對(duì)于高轉(zhuǎn)速、軸承比壓較高、可逆或調(diào)速運(yùn)行的同步電動(dòng)機(jī)（如高速同步機(jī)、大容量同步機(jī)以及交流調(diào)速同步電動(dòng)機(jī)等），前面幾種潤(rùn)滑方式都不一定能滿足潤(rùn)滑和冷卻軸瓦的要求，往往需采用復(fù)合潤(rùn)滑的方式，將自潤(rùn)滑和注油潤(rùn)滑結(jié)合起來(lái)，即同時(shí)采用自潤(rùn)滑和注油潤(rùn)滑，圖28c是頂部注油的復(fù)合潤(rùn)滑方式。4）油盤(pán)和高壓油頂起復(fù)合潤(rùn)滑。軸頸邊有一個(gè)圓環(huán)，圓環(huán)下部浸沒(méi)油面，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，油 被圓環(huán)帶到上部，在軸瓦上部有一個(gè)

37、集油器，一塊金屑薄板做成刮油板，把圓環(huán)上的油刮 到一個(gè)小匣子內(nèi)，而小匣子的孔則把油注到軸頸頂部、起潤(rùn)滑作用。而在下瓦中間位置還開(kāi)有一排小孔，與高壓油注油孔相通，一個(gè)小型高壓油泵將4一12MPa高壓油注入，軸承在工作時(shí)，軸頸與下瓦之間就充注了潤(rùn)滑油，避免了直接接觸和干摩擦，這種潤(rùn)滑方式如 圖28d所示。中、小型同步電動(dòng)機(jī)，軸承結(jié)構(gòu)大都采用滾動(dòng)軸承，其結(jié)構(gòu)和型式與異步電機(jī)培訓(xùn)教材概述及各類型電機(jī)簡(jiǎn)介7/25/201915電動(dòng)機(jī)相同。（四）滑環(huán)裝置同步電動(dòng)機(jī)滑環(huán)是為引入轉(zhuǎn)子直流勵(lì)磁電流而設(shè)置的滑動(dòng)接觸機(jī)構(gòu)，由于引入的是直 流電，因此，有一個(gè)滑環(huán)極性是正的，另一個(gè)極性是負(fù)的。滑環(huán)的材質(zhì)大部分是鍛鋼的大

38、 部分結(jié)構(gòu)型式是加熱后套裝在表面貼有云母層的套簡(jiǎn)上，再將套簡(jiǎn)裝在袖上加以固定。低轉(zhuǎn)速同步電動(dòng)機(jī)滑環(huán)通常為裝配式滑環(huán)，這種滑環(huán)通常用作外露式滑環(huán)，便于拆裝， 如圖29a。熱套整體式滑環(huán)是使用較多的滑環(huán)，結(jié)構(gòu)緊湊，便于維護(hù)，如圖29b。高速大容量同步電動(dòng)機(jī)的滑環(huán)，為了加強(qiáng)冷卻效果，在滑環(huán)表面車有螺紋溝，并有風(fēng)扇進(jìn)行冷 卻.如圖29c所示。a）裝配式結(jié)構(gòu)b）熱套整體式滑環(huán)b）高速同步電機(jī)滑環(huán)（五）底板底板是將同步電動(dòng)機(jī)裝配成一體的底座，一般為一個(gè)整體，它要求有較好的剛度，設(shè) 計(jì)時(shí)主要考慮是安裝方便，亦有利于通風(fēng)。第二節(jié)異步電動(dòng)機(jī)一、異步電動(dòng)機(jī)的工作特性（一）工作原理異步電動(dòng)機(jī)是原理與同步電動(dòng)機(jī)不同的

39、交流電動(dòng)機(jī)。其定子磁場(chǎng)和同步電動(dòng)機(jī)一樣， 是由一個(gè)三相交流電產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，這旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)也是和電網(wǎng)頻率同步的。其轉(zhuǎn)子上設(shè)置 的是一個(gè)短路的繞組，當(dāng)定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體時(shí)，即在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 和感生電流，并建立一個(gè)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)。由于定、轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生了電磁轉(zhuǎn)矩，其轉(zhuǎn)子 軸上就輸出機(jī)械轉(zhuǎn)矩。因轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)是由定子磁場(chǎng)切割感應(yīng)而生，因而它和定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)不 是同步的，電機(jī)的轉(zhuǎn)速和同步轉(zhuǎn)速不相等，故稱異步電動(dòng)機(jī)。由于異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)于導(dǎo)體是由于切割定子磁通而感生電勢(shì)及電流，因而產(chǎn)生了電磁力 和轉(zhuǎn)矩，所以轉(zhuǎn)子速度必定低于定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度，即轉(zhuǎn)子速度低于同步速度，它們之 差稱為轉(zhuǎn)差速度。轉(zhuǎn)差速度以同

40、步速度的百分?jǐn)?shù)來(lái)表示時(shí)稱為轉(zhuǎn)差率s,可用下式計(jì)算;s=no-n/nx100%式中n。一一同步轉(zhuǎn)速，r/min;n轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，r/mm。（二）異步電動(dòng)機(jī)特點(diǎn)1）異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組不需要與其他電源相連接，定子電流可直接取自電網(wǎng)，因此， 與其他電動(dòng)機(jī)相比，供電方式簡(jiǎn)單，而且還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、運(yùn)行可靠、價(jià)格較 低等優(yōu)點(diǎn)。圖2-9同步電動(dòng)機(jī)的滑環(huán)結(jié)構(gòu)電機(jī)培訓(xùn)教材概述及各類型電機(jī)簡(jiǎn)介7/25/2019162）異步電動(dòng)機(jī)的最大力矩和供電電壓平方成正比，因此，其最大力短易受電網(wǎng)電壓變化的影響，在低電壓下運(yùn)行，最大力矩將顯著降低。3）異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性。M=f（s）說(shuō)明，其最大力矩Mmax與轉(zhuǎn)子電阻的大

41、小無(wú)關(guān)，而 對(duì)應(yīng)最大轉(zhuǎn)矩Mmax的臨界滑差率Sm,卻與轉(zhuǎn)子電阻R2成比例關(guān)系，如圖210所示。 因此，繞線型異步電動(dòng)機(jī)可以通過(guò)改變接入轉(zhuǎn)子回路的電阻來(lái)進(jìn)行調(diào)速。4）由于異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電流是依靠定子磁場(chǎng)感應(yīng)產(chǎn)生，因而定、轉(zhuǎn)子之間的空氣隙應(yīng)盡可能小，空氣隙大了會(huì)增加空載電流，降低功率因數(shù)。但氣隙過(guò)小，裝配時(shí)易造成氣隙不均勻，甚至定、轉(zhuǎn)子鐵心相檫。（三）異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)用范圍1）由于異步電動(dòng)機(jī)供電簡(jiǎn)單.維護(hù)方便和價(jià)格便宜等原因，被各個(gè)產(chǎn)業(yè)部門(mén)和家用電器圖2-10異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性所采用，它是各類電動(dòng)機(jī)中采用數(shù)量最多應(yīng)用最廣泛，最普及的一類電動(dòng)機(jī)。2）轉(zhuǎn)子繞組中串入電阻后即能調(diào)速，因此，統(tǒng)線型異步電動(dòng)機(jī)，

42、往往應(yīng)用于電梯、起重機(jī)、調(diào)速風(fēng)機(jī)相水泵的驅(qū)動(dòng)。3）由于籠型異步電動(dòng)機(jī)無(wú)滑環(huán)滑動(dòng)接觸產(chǎn)生火花，可用作防爆電動(dòng)機(jī)。二、異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)異步電動(dòng)機(jī)通常由定于、轉(zhuǎn)子、軸承裝置組成，對(duì)于繞線型異步電動(dòng)機(jī)，還有一個(gè)起 動(dòng)和調(diào)速用的滑環(huán)裝置，因211a是繞線型異步電動(dòng)機(jī)，b是籠型異步電動(dòng)機(jī)。（一） 定子結(jié)構(gòu)大型異步電動(dòng)機(jī)定子結(jié)構(gòu)和繞組型式和同步電動(dòng)機(jī)基本相同。定于是由機(jī)座、鐵心和 線圈組成。小型異步電動(dòng)機(jī)大多數(shù)采用自帶風(fēng)扇的封閉式冷卻方式結(jié)構(gòu)型式是鑄鐵機(jī)座， 并在機(jī)座上鑄出很多散熱筋，以增強(qiáng)散熱效果。定子線圈多為散嵌軟線圈，如圖212a所示。中型異步電動(dòng)機(jī)定子一般采用徑向通風(fēng)道，鐵心段之間用通風(fēng)槽板構(gòu)成徑向通風(fēng)道， 整個(gè)定于鐵心沖片用鴿尾槽套裝在鑄鐵機(jī)座的定位筋上，兩端用壓圈壓緊，定于線