電機的若干知識點

電機的若干知識點電機，也稱電動機（俗稱馬達），是指依據(jù)電磁感應(yīng)定律實現(xiàn)電能的轉(zhuǎn)換或傳遞的一種電磁裝置。它的主要作用是產(chǎn)生驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，作為用電器或各種機械的動力源。電動機被廣泛應(yīng)用的推動力來自于直流電動機的問世，在1870年比利時的工程是格拉姆發(fā)明了這種實用的機械，并把它大量制造出來，而后還不斷地對電動機的效率進行提高。電動機的另一個研究單位德國西門子也在努力研究，幾乎也是在格拉姆成功的同一時間，西門子推出了電機車，這個不燒油的車在柏林工業(yè)展覽會上獲得一片喝彩聲。交流電動機的發(fā)明是由美國發(fā)明家特斯拉完成的，最早的交流電動機根據(jù)電磁應(yīng)原理設(shè)計，結(jié)構(gòu)比直流電動機更為簡單，同時也比起只能使用在電車上的直流電動機用途更廣泛，它的發(fā)明讓電動機真正進入了家庭電器領(lǐng)域。交流電動機問世之后，同步電動機，串激電動機，交流換向電動機等也逐步被人們發(fā)明出來，并投入實際的生產(chǎn)，為人們的生活提供更多便利。電動機的發(fā)明和應(yīng)用對人類來說具有極大的意義，可以說它為人類生活帶來了翻天覆地的變化。電動機的分類電動機按工作電源種類劃分，可分為直流電動機和交流電動機，直流電動機按結(jié)構(gòu)及工作原理可劃分：無刷直流電動機和有刷直流電動機。有刷直流電動機可劃分：永磁直流電動機和電磁直流電動機。電磁直流電動機劃分：串勵直流電動機、并勵直流電動機、他勵直流電動機和復(fù)勵直流電動機。永磁直流電動機劃分：稀土永磁直流電動機、鐵氧體永磁直流電動機和鋁鎳鈷直流電動機。其中交流電機還可分為同步電機和異步電機。同步電機可劃分：永磁同步電動機、磁阻同步電動機和磁滯同步電動機。異步同步電機可劃分：感應(yīng)電動機和交流換向器電動機。感應(yīng)電動機可劃分：三相異步電動機、單相異步電動機和罩極異步電動機等。交流異步換相機可劃分：單相串勵電動機、交直流兩用電動機和推斥電動機。如圖所示： 無刷直流電動機 鐵氧體永磁直流電動 直流電動機 永磁直流電動機鋁鎳鈷永磁直流電動機 稀土永磁直流電動機 有刷直流電動機 按照 串勵直流電動機電源 電磁直流電動機并勵直流電動機類型 他勵直流電動機分類 磁阻同步電動機 復(fù)勵直流電動機 同步電動機磁滯同步電動機 永磁同步電動機 交流電動機 單相串勵電動機交流換向器電動機交直流兩用電動機 推斥電動機 異步電動機 單相異步電動機感應(yīng)電動機 三相異步電動機罩極異步電動機分類電機的特點及應(yīng)用場合1.直流電動機直流電動機是依靠直流工作電壓運行的電動機，廣泛應(yīng)用于收錄機、錄像機、影碟機、電動剃須刀、電吹風(fēng)、電子表、玩具等。.無刷直流電動機無刷直流電動機是采用半導(dǎo)體開關(guān)器件來實現(xiàn)電子換向的，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、機械噪聲低等優(yōu)點廣泛應(yīng)用于高檔錄音座、錄像機、電子儀器及自動化辦公設(shè)備中。無刷直流電動機由永磁體轉(zhuǎn)子、多極繞組定子、位置傳感器等組成。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，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。位置傳感器有磁敏式、光電式和電磁式三種類型。采用磁敏式位置傳感器的無刷直流電動機，其磁敏傳感器件（例如霍爾元件、磁敏二極管、磁敏詁極管、磁敏電阻器或?qū)Ｓ眉呻娐返龋┭b在定子元件上，用來檢測永磁體、轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的磁場變化。采用光電式位置傳感器的無刷直流電動機，在定子組件上按一定位置配置了光電傳感器件，轉(zhuǎn)子上裝有遮光板，光源為發(fā)光二極管或小燈泡。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，由于遮光板的作用，定子上的光敏元器件將會按一定頻率間歇間生脈沖信號。采用電磁式位置傳感器的無刷直流電動機，是在定子組件上安裝有電磁傳感器部件（例如耦合變壓器、接近開關(guān)、LC諧振電路等），當(dāng)永磁體轉(zhuǎn)子位置發(fā)生變化時，電磁效應(yīng)將使電磁傳感器產(chǎn)生高頻調(diào)制信號（其幅值隨轉(zhuǎn)子位置而變化）。⑵.永磁式直流電動機永磁式直流電動機也是由定子磁極、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、釹鐵等材料。按其結(jié)構(gòu)可分為圓筒型和瓦塊型等幾種。錄放機中使用的電多數(shù)為圓筒型磁體，而電動工具及汽車用電器中使用的電動機多數(shù)采用專塊型磁體。轉(zhuǎn)子一般采用硅鋼片疊壓而成，較電磁式直流電動機轉(zhuǎn)子的槽數(shù)少。錄放機中使用的小功率電動機多數(shù)為3槽，較高檔的為5槽或7槽。漆包線繞在轉(zhuǎn)子鐵心的兩槽之間（三槽即有三個繞組），其各接頭分別焊在換向器的金屬片上。電刷是連接電源與轉(zhuǎn)子繞組的導(dǎo)電部件，具備導(dǎo)電與耐磨兩種性能。永磁電動機的電刷使用單性金屬片或金屬石墨電刷、電化石墨電刷。⑶.電磁式直流電動機電磁式直流電動機由定子磁極、轉(zhuǎn)子（電樞）、換向器（俗稱整流子）、電刷、機殼、軸承等組成。電磁式直流電動機的定子磁極（主磁極）由鐵心和勵磁繞組組成。根據(jù)其勵磁（舊標(biāo)準(zhǔn)稱為激磁）方式的不同又可分為串勵直流電動機、并勵直流電動機、他勵直流電動機和復(fù)勵直流電動機。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。串勵直流電動機的勵磁繞組與轉(zhuǎn)子繞組之間通過電刷和換向器串聯(lián)，勵磁電流與電樞電流成正比，定子的磁通量隨著勵磁電流的增大而增大，轉(zhuǎn)矩近似與電樞電流的平方成正比，轉(zhuǎn)速隨轉(zhuǎn)矩或電流的增加而迅速下降。其啟動轉(zhuǎn)矩可達額定轉(zhuǎn)矩的五倍以上，短時間過載轉(zhuǎn)矩可達額定轉(zhuǎn)矩的四倍以上，轉(zhuǎn)速變化率較大，空載轉(zhuǎn)速甚高（一般不允許其在空載下運行）?？赏ㄟ^用外用電阻器與串勵繞組串聯(lián)（或并聯(lián)）、或?qū)⒋畡罾@組并聯(lián)換接來實現(xiàn)調(diào)速。并勵直流電動機的勵磁繞組與轉(zhuǎn)子繞組相并聯(lián)，其勵磁電流較恒定，啟動轉(zhuǎn)矩與電樞電流的平方成正比，啟動電流約為額定電流的2.5倍左右。轉(zhuǎn)速則隨電流及轉(zhuǎn)矩的增大而略有下降，短時過載轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的1.5倍。轉(zhuǎn)速變化率較小，為5%～15%?？赏ㄟ^削弱磁場的恒功率來調(diào)速。他勵直流電動機的勵磁繞組接到獨立的勵磁電源供電，其勵磁電流也比較恒定，起動轉(zhuǎn)矩與電樞電流成正比。轉(zhuǎn)速變化為5%～15%?？赏ㄟ^削弱磁場恒功率來提高轉(zhuǎn)速或通過降低轉(zhuǎn)子繞組的電壓來使轉(zhuǎn)速降低。復(fù)勵直流電動機的定子磁極上除有并勵繞組外，還裝有與轉(zhuǎn)子繞組串聯(lián)的串勵繞組（其匝數(shù)較少）。串聯(lián)繞組產(chǎn)生磁通的方向與主繞組的磁通方向相同，起動轉(zhuǎn)矩約為額定轉(zhuǎn)矩的4倍左右，短時間過載轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的3.5倍左右。轉(zhuǎn)速變化率為25%～30%（與串聯(lián)繞組有關(guān)）。轉(zhuǎn)速可通過削弱磁場強度來調(diào)整。2.交流電動機⑴．交流同步電動機交流同步電動機是一種恒速驅(qū)動電動機，其轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與電源頻率保持恒定的比例關(guān)系，被廣泛應(yīng)用與電子儀器儀表、現(xiàn)代辦公設(shè)備、紡織機械等。①．永磁同步電動機永磁同步電動機屬于異步啟動永磁同步電動機，其磁場系統(tǒng)由一個或多個永磁體組成，通常是在用鑄鋁或銅條焊接而成的籠型轉(zhuǎn)子的內(nèi)部，按所需的級數(shù)裝鑲有永磁體的磁極。定子結(jié)構(gòu)與異步電動機類似。②．磁阻同步電動機同籠型異步電動機演變來的，為了使電動機能產(chǎn)生異步啟動轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子還設(shè)有籠型鑄鋁繞組。轉(zhuǎn)子上開設(shè)有與定子級數(shù)相對應(yīng)的反應(yīng)槽，用來產(chǎn)生磁阻同步轉(zhuǎn)矩。③．磁滯同步電動機磁滯同步電動機是利用磁滯材料產(chǎn)生磁滯轉(zhuǎn)矩而工作的同步電動機。它分為內(nèi)轉(zhuǎn)式磁滯同步電動機、外轉(zhuǎn)子式磁滯同步電動機和單相罩極式磁滯同步電動機。定子繞組接通電源后，產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場使磁滯轉(zhuǎn)子產(chǎn)生異步轉(zhuǎn)矩而起動旋轉(zhuǎn)，隨后自行牽入同步運轉(zhuǎn)狀態(tài)。在電動機異步運行時，定子旋轉(zhuǎn)磁場以轉(zhuǎn)差頻率反復(fù)地磁化轉(zhuǎn)子：在同步運行時，轉(zhuǎn)子上的磁滯材料被磁化而出現(xiàn)了永磁磁極，從而產(chǎn)生同步轉(zhuǎn)矩。.交流異步電動機交流異步電動機是領(lǐng)先交流電壓運行的電動機，廣泛應(yīng)用于電風(fēng)扇、電冰箱、洗衣機、空調(diào)器、電吹風(fēng)、吸塵器、油煙機、洗碗機、電動縫紉機、食品加工機等家用電器及各種電動工具、小型機電設(shè)備中。.單相異步電動機單相異步電動機由定子、轉(zhuǎn)子、軸承、機殼、端蓋組成。定子由幾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)嵌裝有兩套空間互隔90°電角度的主繞組和輔繞組。主繞組接交流電源，輔繞組串接離心開關(guān)或啟動電容、運行電容等之后再接入電源。轉(zhuǎn)子為籠型鑄鋁轉(zhuǎn)子，它是將鐵心疊壓后用鑄鋁入鐵心的槽中，并一起注出端環(huán)，使轉(zhuǎn)子導(dǎo)條短路成鼠籠型。.三相異步電動機三相異步電動機的結(jié)構(gòu)與單相異步電動機相似，其定子鐵心槽中嵌裝有三組繞組。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)