電機(jī)資料王兆賢2009

10內(nèi)容(Contents)概述電動(dòng)機(jī)的種類,特性,適用的領(lǐng)域典型電機(jī)簡(jiǎn)介:感應(yīng)電動(dòng)機(jī),使用最多.變頻電機(jī):電機(jī)技術(shù)的主要發(fā)展趨勢(shì)電機(jī)參數(shù):電機(jī)與變頻器之間所要求的指標(biāo)專題討論概述電動(dòng)機(jī):電能變成機(jī)械能發(fā)電機(jī):機(jī)械能變成電能磁場(chǎng)是媒介定子,轉(zhuǎn)子,氣隙是三要素使用最多的典型電動(dòng)機(jī)是感應(yīng)電動(dòng)機(jī)技術(shù)的發(fā)展方向變頻電機(jī),永磁電機(jī),高速電機(jī),等等電動(dòng)機(jī)分類按功率范圍：大型電機(jī):幾百馬力以上,發(fā)電廠,化肥廠,軋鋼廠等中小型電機(jī):1馬力至幾百馬力,工業(yè)應(yīng)用,標(biāo)準(zhǔn)化分馬力電機(jī):低于1馬力,能耗標(biāo)準(zhǔn)隨家電按應(yīng)用分：電動(dòng)機(jī)直流電機(jī)永磁式激磁式交直流通用電機(jī)（單相串激式）電機(jī)分類-按結(jié)構(gòu)分：換向式 感應(yīng)式交流異步電機(jī)罩極式分相式電容式電容啟動(dòng)交流同步電機(jī)永磁式磁滯式磁阻式電按電源分類機(jī)分類－電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)永磁式直流 電磁式直流電機(jī) 電動(dòng)機(jī)串激式直流電動(dòng)機(jī)并激式直流電動(dòng)機(jī)復(fù)激式直流電動(dòng)機(jī)交流電動(dòng)機(jī)電容啟動(dòng)式電動(dòng)機(jī)分相式電動(dòng) 磁阻式同步機(jī) 電動(dòng)機(jī)磁滯式同步電動(dòng)機(jī)電容運(yùn)轉(zhuǎn)電 永磁式同步動(dòng)機(jī) 電動(dòng)機(jī)單相異步電 單機(jī)同步電 單相串激電動(dòng)機(jī) 動(dòng)機(jī) 動(dòng)機(jī)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)基本原理定子線圈在通入交流電后,建立旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)穿過氣隙與鼠籠轉(zhuǎn)子導(dǎo)條耦合在轉(zhuǎn)子導(dǎo)條內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì),進(jìn)而產(chǎn)生電流導(dǎo)條內(nèi)感生電流建立轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定、轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的相互作用造成電機(jī)運(yùn)行的各種狀態(tài)。感應(yīng)電動(dòng)機(jī)基本結(jié)構(gòu)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)基本結(jié)構(gòu)和材料功能部件定子線圈：通過電流，建立磁場(chǎng)。漆包線。定、轉(zhuǎn)子鐵心：導(dǎo)磁。硅鋼片。轉(zhuǎn)子導(dǎo)條：通過感生電流。鋁。支承部件機(jī)殼：支撐定子。鋼板或者壓鑄鋁合金軸：支撐轉(zhuǎn)子。中碳鋼。端蓋和軸承：聯(lián)接定子和轉(zhuǎn)子，建立氣隙。絕緣結(jié)構(gòu)槽絕緣、相絕緣等。按耐熱等級(jí)分為A.E.B.F.H.C等通常用聚酯薄膜等輔助部件熱保護(hù)器：電流型、溫度型等。引接線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)基本結(jié)構(gòu)和材料電機(jī)生產(chǎn)工藝過程定子沖片－鐵心－絕緣－繞線－嵌線－接線－浸漆轉(zhuǎn)子沖片－鐵心－鑄鋁－下軸－加工轉(zhuǎn)子外園－動(dòng)平衡試驗(yàn)電機(jī)裝配電機(jī)生產(chǎn)需用的工裝模具沖壓模具：制造沖片壓鑄模具：轉(zhuǎn)子鑄鋁繞線模具：制造線圈等家用單相馬達(dá)基本性能(1)額定電壓(V)額定電流(A)額定功率(W)額定轉(zhuǎn)速(rpm)啟動(dòng)電流（倍）啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩（倍）額定轉(zhuǎn)矩（Nm)最大轉(zhuǎn)矩(倍）家用單相馬達(dá)基本性能(2)效率

?＝P2/P1溫升

Y/90

A/105

E/120B/130

F/155

H/180t=（(R2-R1）/R1）*（234。5＋t1)-(t2-t1)cosφ功率因數(shù)噪聲(dB)安全性能絕緣電阻不低于3MΩ對(duì)地1500V耐壓1min130%UH1min匝間耐壓試驗(yàn)銘牌型號(hào)功率電壓頻率電流轉(zhuǎn)速接線圖絕緣等級(jí)是否有熱保護(hù)器生產(chǎn)廠家有關(guān)認(rèn)證：CCC，UL，CSA，VDE其它變速電動(dòng)機(jī)直流及交直流兩用電機(jī),良好變速特性,變電阻有碳刷及換向器交流感應(yīng)電機(jī),無刷矢量變頻有良好變速特性,相當(dāng)于直流電機(jī)變極變壓交流同步電機(jī),無刷矢量變頻有良好變速特性,相當(dāng)于直流電機(jī)變頻節(jié)能原理變頻能節(jié)電嗎?是的.因?yàn)?風(fēng)扇及泵類負(fù)荷葉輪撥動(dòng)空氣或液體時(shí)，電機(jī)輸出力矩與轉(zhuǎn)速的平方成正比,輸出功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比。當(dāng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速下降到原來的一半時(shí)，其輸出功率下降到原來的1／8。即使電機(jī)在低速時(shí)的效率略低于高速，其輸入功率仍然大大下降了因此變速可節(jié)電，變頻是變速方法之一。變頻節(jié)能是有條件的非風(fēng)扇及泵類負(fù)荷節(jié)電效果會(huì)小比如，輸出功率及效率都與轉(zhuǎn)速成正比，不節(jié)能1000轉(zhuǎn)，輸出100瓦，效率80%，輸入125W500轉(zhuǎn)，輸出50瓦，效率40%，輸入也是125W非連續(xù)運(yùn)行節(jié)電效果會(huì)小,比如某些家用空調(diào)成功經(jīng)驗(yàn)艾默生環(huán)境優(yōu)化報(bào)告2005年在8家大賣場(chǎng)的中央空調(diào)系統(tǒng)安裝了256臺(tái)變頻器安裝在功率大于2.2KW的空氣處理箱的風(fēng)扇電機(jī)上,相對(duì)原有的定頻系統(tǒng),風(fēng)扇節(jié)能達(dá)到35%,安裝在經(jīng)過挑選的冷凍水泵及熱水泵上,相對(duì)原有的定頻系統(tǒng)水泵節(jié)能達(dá)到60%。變頻可節(jié)能的其它原因避免了大的啟動(dòng)電流盡量采用電機(jī)的高效率運(yùn)行點(diǎn)永磁電機(jī)，高效率是其特點(diǎn),無勵(lì)磁功率感應(yīng)電機(jī)及開關(guān)磁阻電機(jī),效率低于永磁電機(jī)關(guān)注運(yùn)行效率冰箱壓縮機(jī)采用變頻永磁無刷電機(jī)時(shí),以上兩點(diǎn)很重要如何選用變頻電機(jī)?目前常用的三種變頻電機(jī)變頻感應(yīng)電機(jī)相數(shù):三相,兩相控制方法:電壓比頻率為恒值,矢量控制無刷永磁電機(jī)無刷直流及無刷交流徑向氣隙及軸向氣隙徑向氣隙中，又有內(nèi)轉(zhuǎn)子及外轉(zhuǎn)子之分。表面永磁體及插入式永磁體。徑向氣隙/表面磁體轉(zhuǎn)子/無槽定子繞組；軸向氣隙/帶槽定子繞組；軸向氣隙/無槽定子繞組等等。而帶槽的定子繞組又有分布式與集中式繞組開關(guān)磁阻電機(jī)變頻感應(yīng)電機(jī)的種類通常采用三相感應(yīng)電機(jī)。市場(chǎng)上用于變頻電機(jī)的功率模塊及集成的控制片也都設(shè)計(jì)成三相形式?？刂品椒ú捎秒妷罕阮l率為恒值的居多矢量控制在將來會(huì)用的越來越多。對(duì)稱的兩相感應(yīng)電機(jī)也有應(yīng)用。變頻感應(yīng)電機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：常功率速度范圍寬轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)能經(jīng)受高速旋轉(zhuǎn)可以不用傳感器便能啟動(dòng)在正弦波電流下可以低噪音運(yùn)行繞組散熱容易缺點(diǎn):定子不能采用用分塊式結(jié)構(gòu)相間有直接接觸（需相間絕緣）低速高力矩條件下的效率及功率密度較差無刷永磁電機(jī)的種類分無刷直流及無刷交流兩種。以電機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)及電流波形為準(zhǔn)。如兩者均為正弦波，則稱為無刷交流。如電機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)為梯形而電流波形為矩形則稱為無刷直流,目前的應(yīng)用中無刷直流用的多一些。無刷永磁電機(jī)又因其結(jié)構(gòu)的不同可分為很多種。比如：

有徑向氣隙及軸向氣隙二種。通常使用的多為徑向氣隙。徑向氣隙的無刷永磁電機(jī)中又有內(nèi)轉(zhuǎn)子及外轉(zhuǎn)子之分。內(nèi)轉(zhuǎn)子又有表面永磁體及插入式永磁體。同樣，外轉(zhuǎn)子中也有表面磁體及插入式磁體之分。而外轉(zhuǎn)子采用插入式磁體的要少一些。還有徑向氣隙/表面磁體轉(zhuǎn)子/無槽定子繞組；軸向氣隙/帶槽定子繞組；軸向氣隙/無槽定子繞組等等。而帶槽的定子繞組又有分布式與集中式繞組之分。分布槽定子，插入永磁體轉(zhuǎn)子無刷永磁電機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：常功率速度范圍中等轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)高速能力中等配合電子控制器可以利用磁阻不對(duì)稱實(shí)現(xiàn)無傳感器啟動(dòng)正弦電流下低噪音運(yùn)行繞組散熱容易定子端低電感缺點(diǎn)定子不能采用分塊式結(jié)構(gòu)相間直接接觸（需相間絕緣）輸出力矩中的脈振分量與磁阻力矩／永磁力矩的比有關(guān)集中繞組分塊式定子，插入永磁體轉(zhuǎn)子無刷永磁電機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)器常功率速度范圍中等轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)承受高速能力中等配合電子控制器可以利用磁阻不對(duì)稱實(shí)現(xiàn)無傳感啟動(dòng)相間無直接接觸（無需相間絕緣）定子可采用分塊結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：

缺點(diǎn)：輸出力矩中的脈振分量與磁阻力矩／永磁力矩的比有關(guān)定子繞組散熱較差分布槽定子，表面磁體內(nèi)轉(zhuǎn)子無刷永磁電機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：效率及功率密度好正弦電流時(shí)噪音小無傳感器啟動(dòng)定子繞組散熱容易定子端低電感缺點(diǎn)：不能利用磁阻不對(duì)稱來進(jìn)行相間有接觸（需相間絕緣）永磁體在轉(zhuǎn)子上不容易固定集中繞組，分塊外定子，表面磁體內(nèi)轉(zhuǎn)子無刷永磁電機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)效率及功率密度好正弦電流時(shí)低噪音無傳感器啟動(dòng)定子可采用分塊結(jié)構(gòu)相間不接觸（不需相間絕緣）優(yōu)點(diǎn)：

缺點(diǎn)：☆不能利用磁阻不對(duì)稱來進(jìn)行☆熱傳導(dǎo)欠佳轉(zhuǎn)子永磁體不容易固定集中繞組內(nèi)定子，表面磁體外轉(zhuǎn)子效率及功率密度好正弦電流時(shí)低噪音無傳感器啟動(dòng)可采用分塊結(jié)構(gòu)相間不接觸（不需相間絕緣）永磁體容易固定無刷永磁電機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：

缺點(diǎn)：不能利用磁阻不對(duì)稱來進(jìn)行定轉(zhuǎn)子疊厚有限制轉(zhuǎn)子慣性大開關(guān)磁阻電機(jī)定子多為集中式帶槽繞組,轉(zhuǎn)子采用無繞組磁阻式結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：速度調(diào)節(jié)范圍廣轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)特別適用于高速或超高速運(yùn)轉(zhuǎn)可利用磁阻不對(duì)稱作無傳感器啟動(dòng)轉(zhuǎn)子可提供高力矩小慣量相間無直接接觸（不需要相間絕緣）可采用定子分塊結(jié)構(gòu)缺點(diǎn)：噪音較難控制有較大脈振力矩沒有通用的電子控制器散熱結(jié)構(gòu)較差變頻調(diào)速電機(jī)小結(jié)??幾種變頻調(diào)速電機(jī)各有不同的優(yōu)缺點(diǎn)及其適用的應(yīng)用場(chǎng)合，不能作簡(jiǎn)單的優(yōu)劣比較，應(yīng)就使用的環(huán)境作具體分析后選用合適的電機(jī)種類。感應(yīng)電機(jī)采用傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)容易，轉(zhuǎn)子結(jié)實(shí)可靠，有自啟動(dòng)能力。如果采用

V／F為常值的控制方法，控制器簡(jiǎn)單；如果用矢量控制則響應(yīng)速度提高。其調(diào)速范圍比較廣，適用于很多種場(chǎng)合。比如滾筒洗衣機(jī)，采用3相2極感應(yīng)電機(jī)可提供從600～14,000rpm的寬范圍調(diào)速，在實(shí)用中多有使用。有通用的變頻器，開關(guān)磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。特別適合于高速及超高速應(yīng)用場(chǎng)合。比如，在日本就有將開關(guān)磁阻電機(jī)用于10萬轉(zhuǎn)／分的場(chǎng)合的報(bào)道。其噪音一般較高，但如果在控制方法上進(jìn)行特別處理，其噪音水平也可以降到與感應(yīng)電機(jī)相接近。其力矩及效率在大范圍的速度變化中都比較接近，適于很大范圍調(diào)速場(chǎng)合。美國美泰克的海王星滾筒洗衣機(jī)就曾應(yīng)用開關(guān)磁阻電機(jī)