《常見電機(jī)》課件

汽車電工電子汽車制造專業(yè)1整理ppt汽車電工電子汽車制造專業(yè)1整理ppt第4章常見電機(jī)4.1直流電動機(jī)4.1.1直流電動機(jī)的結(jié)構(gòu)2整理ppt第4章常見電機(jī)4.1直流電動機(jī)2整理ppt1.定子定子的作用是產(chǎn)生磁場和作為電動機(jī)機(jī)械支承部件。它由主磁極、換向磁極、電刷裝置、機(jī)座、端蓋等組成。2.轉(zhuǎn)子直流電動機(jī)的轉(zhuǎn)動部分稱為轉(zhuǎn)子，也稱為電樞。它主要由電樞鐵芯、換向器及電樞繞組等組成。3整理ppt1.定子3整理ppt4.1.2直流電動機(jī)原理及相關(guān)參數(shù)1.轉(zhuǎn)動原理4整理ppt4.1.2直流電動機(jī)原理及相關(guān)參數(shù)4整理ppt2.電磁轉(zhuǎn)矩直流電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩是由電樞繞組通入直流電流后在磁場中受力而形成的。3.電樞電動勢和電流當(dāng)直流電動機(jī)轉(zhuǎn)動時，電樞繞組切割磁力線，在繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，其方向由右手定則確定，該電動勢的方向與電樞電流的方向相反，因而稱為反電動勢，用Ea表示。5整理ppt2.電磁轉(zhuǎn)矩5整理ppt4.1.3直流電動機(jī)的類型與機(jī)械特性1.直流電動機(jī)的類型1）他勵直流電動機(jī)6整理ppt4.1.3直流電動機(jī)的類型與機(jī)械特性6整理ppt2）并勵直流電動機(jī)7整理ppt2）并勵直流電動機(jī)7整理ppt3）串勵直流電動機(jī)8整理ppt3）串勵直流電動機(jī)8整理ppt4）復(fù)勵直流電動機(jī)9整理ppt4）復(fù)勵直流電動機(jī)9整理ppt2.直流電動機(jī)的機(jī)械特性1）永磁式由于磁通保持不變，當(dāng)電樞電流增大時，電動機(jī)負(fù)載增加，當(dāng)電磁轉(zhuǎn)矩增大時，電動機(jī)轉(zhuǎn)速沒有明顯下降，電動機(jī)的這種特性稱為硬特性。2）他勵式由于流過電樞的電流不變，因此產(chǎn)生的磁通也保持不變，其機(jī)械特性與永磁式類似。3）串勵式當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩增大時，流過電樞的電流增大，使磁極接近飽和，磁通增加較慢，轉(zhuǎn)速隨轉(zhuǎn)矩的變化而急劇變化，電動機(jī)的這種特性又稱為軟特性。10整理ppt2.直流電動機(jī)的機(jī)械特性10整理ppt4）并勵式當(dāng)負(fù)載增加時，轉(zhuǎn)矩隨之增加，但由于電樞電阻較小，使得電動機(jī)轉(zhuǎn)速下降不顯著。5）復(fù)勵式工作特性介于串勵和并勵之間。11整理ppt4）并勵式11整理ppt4.1.4直流電動機(jī)的起動、反轉(zhuǎn)、調(diào)速和制動1.直流電動機(jī)的起動12整理ppt4.1.4直流電動機(jī)的起動、反轉(zhuǎn)、調(diào)速和制動12整理pp2.直流電動機(jī)的反轉(zhuǎn)電動機(jī)的轉(zhuǎn)動方向由電磁轉(zhuǎn)矩方向確定。由轉(zhuǎn)矩公式可知，可以通過改變勵磁電流方向或改變電樞電流方向來改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)動方向，即實現(xiàn)反轉(zhuǎn)。改變電動機(jī)轉(zhuǎn)向的方法有兩種：保持電樞電壓兩端極性不變，把勵磁繞組反接，使勵磁電流方向改變；保持勵磁繞組電流方向不變，把電樞繞組反接，使電樞電流方向改變。如果兩電流方向同時改變，電動機(jī)的轉(zhuǎn)動方向?qū)⒉桓淖儭?3整理ppt2.直流電動機(jī)的反轉(zhuǎn)13整理ppt3.直流電動機(jī)的調(diào)速人為使電動機(jī)在同樣的負(fù)載下得到不同的轉(zhuǎn)速稱為調(diào)速。直流電動機(jī)和交流電動機(jī)相比較，雖有許多不足之處，但直流電動機(jī)在許多領(lǐng)域內(nèi)仍被廣泛地采用。這一方面是因為電子技術(shù)的日益發(fā)展，能夠經(jīng)濟(jì)而可靠地獲得直流電能；更為重要的是因為它具有極其可貴的調(diào)速性能，可以在寬廣的范圍內(nèi)進(jìn)行平滑而經(jīng)濟(jì)地調(diào)速。14整理ppt3.直流電動機(jī)的調(diào)速14整理ppt4.直流電動機(jī)的制動1）能耗制動15整理ppt4.直流電動機(jī)的制動15整理ppt2）回饋制動當(dāng)電動汽車下坡或用電動機(jī)吊載的重物下降時，可能出現(xiàn)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速高于空載轉(zhuǎn)速，此時電動機(jī)作發(fā)電機(jī)運(yùn)行，電動機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能，反送回電網(wǎng)，并產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩來限制電動機(jī)的轉(zhuǎn)速?；仞佒苿幽軐a(chǎn)生的電能回饋到電網(wǎng)中，節(jié)能明顯，但只能發(fā)生在轉(zhuǎn)速大于理想空載轉(zhuǎn)速的情況下，能降低轉(zhuǎn)速但不能制動到停止?fàn)顟B(tài)。16整理ppt2）回饋制動16整理ppt3）反接制動反接制動是通過改變勵磁電流If的方向或改變電樞電流Ia的方向，使電動機(jī)得到反向轉(zhuǎn)矩，從而產(chǎn)生制動作用的制動方法。在電動機(jī)轉(zhuǎn)速降低至零附近時，應(yīng)斷開電源，否則電動機(jī)將反轉(zhuǎn)。17整理ppt3）反接制動17整理ppt4.2三相交流同步發(fā)電機(jī)4.2.1三相同步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)18整理ppt4.2三相交流同步發(fā)電機(jī)18整理ppt1.定子定子也稱為電樞，主要由定子鐵芯（電樞鐵芯）和定子繞組（電樞繞組）組成。定子鐵芯的內(nèi)圓周表面沖有槽，用來放置三相對稱繞組。繞組的接法有星形和三角形兩種方式，一般采用星形連接。19整理ppt1.定子19整理ppt2.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子軸、勵磁繞組、兩塊爪形磁極及集電環(huán)等組成20整理ppt2.轉(zhuǎn)子20整理ppt4.2.2三相同步發(fā)電機(jī)的工作原理當(dāng)蓄電池或發(fā)電機(jī)作用于勵磁繞組兩端時，勵磁繞組就有電流流過，轉(zhuǎn)子的爪形磁極被磁化。當(dāng)轉(zhuǎn)子被發(fā)動機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)時，由于定子繞組與主磁場之間的相對切割運(yùn)動，定子三相繞組切割轉(zhuǎn)子磁極的磁力線，定子繞組中將會感應(yīng)出頻率相同、幅值相等、相位相差120°的按周期性變化的三相對稱交變電動勢。通過引出線，即可向外提供交流電源。21整理ppt4.2.2三相同步發(fā)電機(jī)的工作原理21整理ppt4.2.3汽車交流發(fā)電機(jī)概述22整理ppt4.2.3汽車交流發(fā)電機(jī)概述22整理ppt汽車用交流發(fā)電機(jī)的輸出電壓和電流取決于下面幾個因素：（1）發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)度。輸出隨發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速增加而增加，直到發(fā)電機(jī)輸出達(dá)到最大值。汽車發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速以比發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速快2~3倍的速度旋轉(zhuǎn)（取決于皮帶輪的大小）。（2）轉(zhuǎn)子的磁場強(qiáng)度。磁場越強(qiáng)，則輸出值越大。（3）定子繞組的圈數(shù)。繞組的圈數(shù)越多，則輸出值會越大。23整理ppt汽車用交流發(fā)電機(jī)的輸出電壓和電流取決于下面幾個因素：23整理4.3三相交流異步電動機(jī)4.3.1三相交流異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)24整理ppt4.3三相交流異步電動機(jī)24整理ppt1.定子部分三相異步電動機(jī)的定子部分包括機(jī)座、裝在機(jī)座內(nèi)的圓筒形定子鐵芯以及其中的三相定子繞組。1）定子鐵芯交流電動機(jī)定子鐵芯是電動機(jī)磁路的一部分，并用來安放定子繞組。為了減少定子鐵芯中的損耗，鐵芯一般用厚度為0.35~0.5mm、表面有絕緣層的硅鋼片沖片疊裝而成，鐵芯的內(nèi)圓沖有均勻分布的槽，用以安放定子繞組。25整理ppt1.定子部分25整理ppt2）定子繞組定子繞組的作用是通入三相交流電，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。26整理ppt2）定子繞組26整理ppt3）機(jī)座機(jī)座的作用是固定定子鐵芯，并通過兩個端蓋支撐轉(zhuǎn)子，同時保護(hù)整個電動機(jī)的電磁部分和散發(fā)電動機(jī)運(yùn)行時產(chǎn)生的熱量。2.轉(zhuǎn)子部分轉(zhuǎn)子是電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)部分，由轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)子繞組及轉(zhuǎn)軸等組成。1）轉(zhuǎn)子鐵芯轉(zhuǎn)子鐵芯是圓柱狀的，用0.5mm的硅鋼片沖制疊壓而成，表面沖有分布均勻的槽孔，用來放置轉(zhuǎn)子繞組。27整理ppt3）機(jī)座27整理ppt2）轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組的作用是：與定子相互切割磁場，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和電流，并在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下產(chǎn)生電磁力矩而使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)子繞組根據(jù)構(gòu)造的不同可分為鼠籠式和繞線式兩種。（1）鼠籠式轉(zhuǎn)子繞組。鼠籠式轉(zhuǎn)子繞組的鐵芯是圓柱狀的，在轉(zhuǎn)子鐵芯的槽內(nèi)放置銅條，其兩端用端環(huán)相接，呈鼠籠狀，所以稱為鼠籠式轉(zhuǎn)子繞組。也可以在轉(zhuǎn)子鐵芯的槽內(nèi)澆鑄鋁液，鑄成一個鼠籠。這樣便可以用鋁代替銅，既經(jīng)濟(jì)又便于生產(chǎn)。28整理ppt2）轉(zhuǎn)子繞組28整理ppt

目前，中、小型鼠籠式異步電動機(jī)幾乎都采用鑄鋁轉(zhuǎn)子。29整理ppt目前，中、小型鼠籠式異步電動機(jī)幾乎都采用鑄鋁轉(zhuǎn)子。29（2）繞線式轉(zhuǎn)子繞組。如圖所示為繞線式轉(zhuǎn)子繞組的接線圖，繞線式轉(zhuǎn)子繞組同定子繞組一樣，也是三相的，連接成星型。每相繞組的的始端連接在3個彼此絕緣的銅制滑環(huán)上，滑環(huán)固定在轉(zhuǎn)軸上。環(huán)與轉(zhuǎn)軸之間都是互相絕緣的?；h(huán)壓著碳質(zhì)電刷，電刷上又連接著三根外接線。起動電阻和調(diào)速電阻是借助于電刷同滑環(huán)和轉(zhuǎn)子繞組連接的。30整理ppt（2）繞線式轉(zhuǎn)子繞組。如圖所示為繞線式轉(zhuǎn)子繞組的接線圖，繞線3）轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸的作用是傳遞轉(zhuǎn)矩及支撐轉(zhuǎn)子。3.氣隙定、轉(zhuǎn)子之間的間隙稱為氣隙。氣隙很小，通常為為0.2~1mm。盡管氣隙只是定子與轉(zhuǎn)子之間的間隙，但它對電動機(jī)的性能影響很大，如果氣隙不均勻會造成電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)，運(yùn)行性能變差。31整理ppt3）轉(zhuǎn)軸31整理ppt4.3.2三相交流異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)動原理與機(jī)械特性1.三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)動原理32整理ppt4.3.2三相交流異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)動原理與機(jī)械特性32整理2.三相交流異步電動機(jī)的機(jī)械特性三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速n與轉(zhuǎn)矩T之間的關(guān)系稱為電動機(jī)的機(jī)械特性，其曲線如圖所示。33整理ppt2.三相交流異步電動機(jī)的機(jī)械特性33整理ppt4.3.3三相交流異步電動機(jī)的銘牌34整理ppt4.3.3三相交流異步電動機(jī)的銘牌34整理ppt4.3.4三相交流異步電動機(jī)的的使用1.起動35整理ppt4.3.4三相交流異步電動機(jī)的的使用35整理ppt2.調(diào)速在同一負(fù)載下，用人為的方法使電動機(jī)的轉(zhuǎn)速從某一數(shù)值改變?yōu)榱硪粩?shù)值，以滿足需要，這種情況稱為調(diào)速。由轉(zhuǎn)差率，可知，電動機(jī)轉(zhuǎn)速36整理ppt2.調(diào)速36整理ppt1）改變電源頻率調(diào)速37整理ppt1）改變電源頻率調(diào)速37整理ppt2）改變磁極對數(shù)調(diào)速38整理ppt2）改變磁極對數(shù)調(diào)速38整理ppt3）改變轉(zhuǎn)子電路電阻調(diào)速通過改變轉(zhuǎn)子繞組串聯(lián)附加電阻的阻值大小來調(diào)速屬于改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速，這種調(diào)速方法只適用于繞線式異步電動機(jī)。在轉(zhuǎn)子電路中串入不同阻值的調(diào)速電阻(和起動電阻一樣接入)時，電動機(jī)的機(jī)械特性硬度有所變化，在同一負(fù)載下，如轉(zhuǎn)子電路電阻增加時，將使電動機(jī)的轉(zhuǎn)差率增大，轉(zhuǎn)速下降。繞線式異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速時，調(diào)速電阻消耗電能大，效率低，并且隨著調(diào)速電阻的增大，機(jī)械特性將變軟，運(yùn)行穩(wěn)定性將變差，但是由于調(diào)速設(shè)備簡單，操作方便，故仍廣泛應(yīng)用在起重設(shè)備中。39整理ppt3）改變轉(zhuǎn)子電路電阻調(diào)速39整理ppt3.反轉(zhuǎn)三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)動方向是同旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向一致的，旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向又取決于定子繞組通入的三相電流的相序，因此只要把接到電動機(jī)上的三根電源線中的任意兩根對調(diào)一下，電動機(jī)便反向旋轉(zhuǎn)。4.制動在電動機(jī)旋轉(zhuǎn)的反方向加上制動力矩，迫使轉(zhuǎn)子停轉(zhuǎn)或限制其轉(zhuǎn)速的措施叫做制動。正在運(yùn)行的電動機(jī)，斷開電源后，由于轉(zhuǎn)子本身慣性的作用，并不能立即停轉(zhuǎn)。而在某些生產(chǎn)機(jī)械上，為了提高生產(chǎn)效率，要求電動機(jī)迅速停轉(zhuǎn)，或有的機(jī)械從安全角度考慮，要求限制電動機(jī)不致過速(例如起吊的重物下降時)，為此必須對電動機(jī)進(jìn)行制動控制。40整理ppt3.反轉(zhuǎn)40整理ppt1）能耗制動41整理ppt1）能耗制動41整理ppt2）反接制動反接制動是在電動機(jī)需要停下時，將電動機(jī)與電源相聯(lián)的三根電源線任意對調(diào)兩根，待轉(zhuǎn)速接近于零時，再把電源切斷。當(dāng)電動機(jī)反接后，旋轉(zhuǎn)磁場便反向旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子繞組中的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的方向也都隨之改變。這樣，轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動方向相反，為一制動轉(zhuǎn)矩。在制動轉(zhuǎn)矩作用下，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速很快地下降到零。當(dāng)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速接近于零時，應(yīng)立