電動機和發(fā)電機的工作原理

通交流電的導線本身也產(chǎn)生磁場，此時在另一磁場（導線所在的）中導致兩個磁場相互作用產(chǎn)生力的作用，從而運動起來。電動機的作用是將電能轉(zhuǎn)換為機械能。電動機分為交流電動機和直流電動機兩大類。（一）交流電動機及其控制交流電動機分為異步電動機和同步電動機兩類。異步電動機按照定子相數(shù)的不同分為單項異步電動機、兩相異步電動機和三相異步電動機。三相異步電動機結(jié)構(gòu)簡單，運行可靠，成本低廉等優(yōu)點，廣泛應用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)三相異步電動機的構(gòu)造也分為兩部分：定子與轉(zhuǎn)子。（1） 定子：定子是電動機固定部分，作用是用來產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。它主要由定子鐵心、定子繞組和機座組成。（2） 轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子是重點掌握的部分，轉(zhuǎn)子有兩種，鼠籠式與繞線式。掌握他們各自的特點與區(qū)別。鼠籠式用于中小功率（100k以下）的電動機，他的結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，使用維護方便。繞線式可以改善啟動性能和調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，定子與轉(zhuǎn)子之間的氣隙大小，會影響電動機的性能，一般氣隙厚度為0.2-1.5mm之間。掌握定子繞組的接線方法。三相異步電動機的工作原理掌握公式n1=60f/P、S=（n1-n）/n1、n=（1-S）60f/P，同時明白它們的意義（很重要），要能夠靈活運用這些公式，進行計算。同時記住:通常電動機在額定負載下的轉(zhuǎn)差率SN約為0.01-0.06。書上的例題要重點掌握。三相異步電動機銘牌上的數(shù)據(jù)（1） 型號：掌握書上的例子。（2） 額定值：一般了解，掌握額定頻率和額定轉(zhuǎn)速，我國的頻率為50赫茲。（3） 連接方法：有Y型和角型。（4） 絕緣等級和溫升：掌握允許溫升的定義。（5） 工作方式：一般了解。三相異步電動機的機械特性掌握額定轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩與啟動轉(zhuǎn)矩的關系。書上的公式要掌握并能靈活運用進行計算。同時記住以下內(nèi)容：（1） 在等速轉(zhuǎn)動時，電動機的轉(zhuǎn)矩必須和阻轉(zhuǎn)矩相平衡。（2） 當負載轉(zhuǎn)矩增大時，最初瞬間電動機的轉(zhuǎn)矩T（3） 一般三相異步電動機的過載系數(shù)是1.8-2.2.（4） 電動機剛啟動時n=0,s=1.三相異步電動機的起動（1） 直接起動啟動時轉(zhuǎn)差率為1，轉(zhuǎn)子中感應電動勢很大，轉(zhuǎn)子電流也很大。當電動機在額定電壓下啟動時，稱為直接啟動，直接啟動的電流約為額定電流的5-7倍。一般來說，額定功率為7.5kw以下的小容量異步電動機可直接起動。直接起動控制線路所用電器包括組合開關、按鈕、交流接觸器中間繼電器、熱繼電器及熔斷器。掌握它們各自的特點，同時掌握熔斷器熔絲額定電流的計算。直接起動控制電路：掌握其控制原理。（2） 鼠籠式異步電動機的降壓起動。掌握星型-角型起動和自耦變壓器降壓起動的工作原理（3） 繞線式三相異步電動機的起動一般了解。三相異步電動機的正反轉(zhuǎn)控制一般了解三相異步電動機的調(diào)速該部分較重要，要對公式理解。改變電動機的轉(zhuǎn)速有三種可能，即改變頻率、改變繞組的磁極對數(shù)或改變轉(zhuǎn)差率。同步電動機（1） 同步電動機的構(gòu)造要與異步電動機進行對比區(qū)分。（客觀題）（2） 同步電動機的工作原理了解同步電動機的轉(zhuǎn)速是恒定的，不隨負載而變化。同步電動機的轉(zhuǎn)速是不能調(diào)節(jié)的。（二）1、 直流電動機的工作原理一般了解2、 直流電動機的構(gòu)造分為兩部分：定子與轉(zhuǎn)子。記住定子與轉(zhuǎn)子都是由那幾部分構(gòu)成的，注意：不要把換向極與換向器弄混淆了，記住他們兩個的作用。定子包括：主磁極，機座，換向極，電刷裝置等。轉(zhuǎn)子包括：電樞鐵芯，電樞繞組，換向器，軸和風扇等。3、 直流電動機的勵磁方式直流電動機的性能與它的勵磁方式密切相關，通常直流電動機的勵磁方式有4種：直流他勵電動機、直流并勵電動機、直流串勵電動機和直流復勵電動機。掌握4種方式各自的特點：直流他勵電動機：勵磁繞組與電樞沒有電的聯(lián)系，勵磁電路是由另外直流電源供給的。因此勵磁電流不受電樞端電壓或電樞電流的影響。直流并勵電動機：并勵繞組兩端電壓就是電樞兩端電壓，但是勵磁繞組用細導線繞成，其匝數(shù)很多，因此具有較大的電阻，使得通過他的勵磁電流較小。直流串勵電動機：勵磁繞組是和電樞串聯(lián)的，所以這種電動機內(nèi)磁場隨著電樞電流的改變有顯著的變化。為了使勵磁繞組中不致引起大的損耗和電壓降，勵磁繞組的電阻越小越好，所以直流串勵電動機通常用較粗的導線繞成，他的匝數(shù)較少。直流復勵電動機：電動機的磁通由兩個繞組內(nèi)的勵磁電流產(chǎn)生。4、 直流電動機的技術數(shù)據(jù)重點掌握額定效率與額定溫升。額定效率二輸出功率/輸入功率額定溫升指電動機的溫度允許超過環(huán)境溫度的最高允許值。銘牌上的溫升是指電動機繞組的最高溫升。5、 并勵直流電動機的機械特性掌握書上的例題。6、 并勵直流電動機的起動、反轉(zhuǎn)及調(diào)速（1） 起動和反轉(zhuǎn)一般了解即可。（2） 調(diào)速：并勵電動機有三種調(diào)速方法：改變磁通。改變電壓改變轉(zhuǎn)子繞組回路電阻。掌握它們各自的優(yōu)缺點。2.控制電機控制電機是指在自動控制系統(tǒng)中用作檢測、比較、放大和執(zhí)行等作用的電機。（1） 直流伺服電動機掌握永磁直流伺服電動機的分類及特點；普通型轉(zhuǎn)子永磁直流伺服電動機與小慣量型轉(zhuǎn)子直流伺服電動機的區(qū)別。永磁直流伺服電動機的工作原理及性能理解工作原理，對性能要掌握（2） 交流伺服電動機交流伺服電動機的結(jié)構(gòu)及其工作原理一般了解，重點掌握其性能。（3） 步進電動機掌握步進電動機的優(yōu)點和主要性能指標，其他一般了解即可兩項電動機工作原理圖相對需要380V三相的電機而言，有些電機只需要220V的單相電壓，這類電機俗稱“單相電機”，單相電機主要是小功率的電機，在一些地區(qū)，民電和三相工業(yè)電價格不同，用戶也喜歡使用單相電機的來降低用電成本，雖然輸入是單相220V電源，這些電機的繞組卻有兩組，通過一個電容移相而起動，因此這類電機準確叫法為“單相輸入的兩相電機”，如果加上專用變頻器后，移相是通過變頻器實現(xiàn)的，相差90度，因此，電容就不再需要了。單相交流電動機和三相交流電動機的電磁規(guī)律一樣，但工作原理不同，電動機旋轉(zhuǎn)的條件是：轉(zhuǎn)子導體電流能與氣隙磁場相互作用使轉(zhuǎn)子導體能受到電磁力的作用，在該電磁力的作用下，電動機的轉(zhuǎn)子才能轉(zhuǎn)動起來，其轉(zhuǎn)向與氣隙磁場的旋轉(zhuǎn)方向相同。三相交流電動機的繞組在空間互差120°，三相磁勢和電勢大小相等相位上互差120°，氣隙磁場為旋轉(zhuǎn)磁場。而單相電動機定子上有兩個繞組，一個是工作繞組，一個是起動繞組，兩個繞組在空間互差90°，其定子磁勢為脈動磁勢，產(chǎn)生兩個正反向的磁場，合成電磁轉(zhuǎn)矩為零，電動機不能自己起動。為了使單相異步電動機能產(chǎn)生起動轉(zhuǎn)矩，就必須設法使得起動時電動機內(nèi)部能夠產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁勢。常用的方法有分相起動和罩極起動兩種，分相起動即電容起動電動機。為獲得圓形旋轉(zhuǎn)磁場，要求起動繞組的脈振磁勢的振幅和工作繞組的脈振磁勢的振幅大小相等，但在脈振的時間相位上兩者相差90°。為此，要求起動繞組中的電流與工作繞組中的電流在時間相位上相差90°。通常采用在起動繞組上串聯(lián)電容的辦法來滿足這一要求。這時起動繞組中的電流超前單相電壓一個電角度，而工作繞組的電流滯后單相電壓一個電角度。當電容配置適當時，就能在電機氣隙中產(chǎn)生一個圓形旋轉(zhuǎn)磁場使電動機順利起動。注：一般叫單相輸入的兩相電機發(fā)電機1.概述電能是現(xiàn)代社會最主要的能源之一。發(fā)電機是將其他形式的能源轉(zhuǎn)換成電能的機械設備，它由水輪機、汽輪機、柴油機或其他動力機械驅(qū)動，將水流，氣流，燃料燃燒或原子核裂變產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為機械能傳給發(fā)電機，再由發(fā)電機轉(zhuǎn)換為電能。發(fā)電機在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，國防，科技及日常生活中有廣泛的用途。發(fā)電機的形式很多，但其工作原理都基于電磁感應定律和電磁力定律。因此，其構(gòu)造的一般原則是：用適當?shù)膶Т藕蛯щ姴牧蠘?gòu)成互相進行電磁感應的磁路和電路，以產(chǎn)生電磁功率，達到能量轉(zhuǎn)換的目的。發(fā)電機的分類可歸納如下：發(fā)電機｛直流發(fā)電機、交流發(fā)電機｛同步發(fā)電機、異步發(fā)電機（很少采用）交流發(fā)電機還可分為單相發(fā)電機與三相發(fā)電機。2.結(jié)構(gòu)及工作原理發(fā)電機通常由定子、轉(zhuǎn)子、端蓋及軸承等部件構(gòu)成。定子由定子鐵芯、線包繞組、機座以及固定這些部分的其他結(jié)構(gòu)件組成。轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵芯（或磁極、磁扼）繞組、護環(huán)、中心環(huán)、滑環(huán)、風扇及轉(zhuǎn)軸等部件組成。由軸承及端蓋將發(fā)電機的定子，轉(zhuǎn)子連接組裝起來，使轉(zhuǎn)子能在定子中旋轉(zhuǎn)，做切割磁力線的運動，從而產(chǎn)生感應電勢，通過接線端子引出，接在回路中，便產(chǎn)生了電流。電動機伺服電動機又稱執(zhí)行電動機，在自動控制系統(tǒng)中，用作執(zhí)行元件，把所收到的電信號轉(zhuǎn)換成電動機