1、基本技能操作培訓-電動機的選型,電動機的分類,常見電動機的結(jié)構(gòu)及工作原理,1,2,目錄,電動機的分類,按結(jié)構(gòu)和工作原理分類,電動機,直流電動機,異步電動機,同步電動機,感應電動機,單相異步電動機,三相異步電動機,交流換向器電動機,罩極異步電動機,永磁同步電動機,磁阻同步電動機,磁滯同步電動機,常見電動機的結(jié)構(gòu)及工作原理,直流電動機,1、直流電動機的基本結(jié)構(gòu),主磁極,換向磁極,電刷裝置,機座,端蓋,電樞鐵心,電樞繞組,換向器,轉(zhuǎn)軸,軸承,直流電動機,圖1 直流電動機的基本結(jié)構(gòu),常見電動機的結(jié)構(gòu)及工作原理,直流電動機,2、直流電動機工作原理,把電刷A、B接到直流電源上，電刷A接正極，電刷B接負極。

2、此時電樞線圈中將電流流過。如圖2。在磁場作用下，N極性下導體ab受力方向從右向左，S 極下導體cd受力方向從左向右。該電磁力形成逆時針方向的電磁轉(zhuǎn)矩。當電磁轉(zhuǎn)矩大于阻轉(zhuǎn)矩時，電機轉(zhuǎn)子逆時針方向旋轉(zhuǎn)。,當電樞旋轉(zhuǎn)到圖3所示位置時原N極性下導體ab轉(zhuǎn)到S極下，受力方向從左向右，原S 極下導體cd轉(zhuǎn)到N極下，受力方向從右向左。該電磁力形成逆時針方向的電磁轉(zhuǎn)矩。線圈在該電磁力形成的電磁轉(zhuǎn)矩作用下繼續(xù)逆時針方向旋轉(zhuǎn)。 同直流發(fā)電機相同，實際的直流電動機的電樞并非單一線圈，磁極也并非一對。,圖2 直流電動機工作原理圖,圖3 直流電動機工作原理圖,常見電動機的結(jié)構(gòu)及工作原理,直流電動機,與異步電機相比，直流

3、電機的結(jié)構(gòu)復雜，使用和維護不如異步機方便，而且要使用直流電源。,常見電動機的結(jié)構(gòu)及工作原理,單相異步電動機,1、單相異步電動機的基本結(jié)構(gòu),單相異步電動機的類型很多，其結(jié)構(gòu)各有特點，但就其共性而言，電動機結(jié)構(gòu)都由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成。定子部分由機座、定子鐵芯、定子繞組、端蓋等組成。轉(zhuǎn)子部分主要由轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)子繞組等組成。,圖4 單相異步電動機的基本結(jié)構(gòu),常見電動機的結(jié)構(gòu)及工作原理,單相異步電動機,2、單相異步電動機的工作原理,在單相異步電動機的定子繞組通入單相交流電，電動機內(nèi)產(chǎn)生一個大小及方向隨時間沿定子繞組軸線方向變化的磁場，稱為脈動磁場。 脈動磁場可以分解為兩個大小一樣、轉(zhuǎn)速相等、方向相反的

4、旋轉(zhuǎn)磁場B1、B2。由于在任何時刻這兩個電磁轉(zhuǎn)矩都大小相等、方向相反，所以電動機的轉(zhuǎn)子是不會轉(zhuǎn)動的，也就是說單相異步電動機的起動轉(zhuǎn)矩為零 。,圖5 單相異步電動機的脈動磁場,常見電動機的結(jié)構(gòu)及工作原理,單相異步電動機,一旦讓單相異步電動機轉(zhuǎn)動起來，由于順時針旋轉(zhuǎn)磁場B1和逆時針旋轉(zhuǎn)磁場B2產(chǎn)生的合成電磁轉(zhuǎn)矩不再為零，在這個合成轉(zhuǎn)矩的作用下，即使不需要其它的外在因素，單相異步電動機仍將沿著原來的運動方向繼續(xù)運轉(zhuǎn)。單相異步電動機啟動的主要方法有：分相法和罩極法。 由于單相異步電動機總有一個反向的制動轉(zhuǎn)矩存在，所以其效率和負載能力都不及三相異步電動機。,圖6 單相異步電動機的機械特性,常見電動機的結(jié)

5、構(gòu)及工作原理,單相異步電動機,常見電動機的結(jié)構(gòu)及工作原理,三相異步電動機,1、三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu),鼠籠式,三相異步電動機,繞線式,定子,轉(zhuǎn)子,定子鐵芯,機座,定子繞組,轉(zhuǎn)子鐵芯,轉(zhuǎn)子繞組,轉(zhuǎn)軸,圖7 三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu),常見電動機的結(jié)構(gòu)及工作原理,三相異步電動機,定子繞組通入三相交流電流,旋轉(zhuǎn)磁場,切割轉(zhuǎn)子繞組,轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生感應電勢,轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生感應電流,轉(zhuǎn)子電流與 磁場作用,產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩,運轉(zhuǎn),2、三相異步電動機工作原理,常見電動機的結(jié)構(gòu)及工作原理,三相異步電動機,與單相異步電動機相比，三相異步電動機運行性能好，并可節(jié)省各種材料。,常見電動機的結(jié)構(gòu)及工作原理,步進電動機,步進電動機

6、用電脈沖信號進行控制，以實現(xiàn)對生產(chǎn)過程或設備的數(shù)字控制。,1、步進電動機的結(jié)構(gòu),根據(jù)作用原理和結(jié)構(gòu)不同，分為兩大類型： （1）電磁型步進電機，僅靠電磁作用不能使電機的轉(zhuǎn)子作步進運行，必須加上相應的機械部件，才能產(chǎn)生步進的效果。 （2）定子和轉(zhuǎn)子之間僅靠電磁作用就可以產(chǎn)生步進作用的電機。 在第2類步進電機中，根據(jù)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)形式，分為永磁式轉(zhuǎn)子電機和反應式轉(zhuǎn)子電機。,常見電動機的結(jié)構(gòu)及工作原理,步進電動機,2、反應式步進電機的工作原理,為一臺三相反應式步進電機，它由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成。在定子上有三對磁極，磁極上裝有勵磁繞組。轉(zhuǎn)子由軟磁材料制成，在轉(zhuǎn)子上均勻分布四個凸極，極上步裝繞組，轉(zhuǎn)子的凸極也

7、稱為轉(zhuǎn)子的齒。,步進電機的控制方式分三種： （1）三相單三拍工作方式，A-B-C-A; （2）三相單、雙六拍工作方式，A-AB-B-BC-CA-A; （3）三相雙三拍工作方式，AB-BC-CA-AB;,圖8 反應式步進電動機的工作原理圖,常見電動機的結(jié)構(gòu)及工作原理,步進電動機,步距角：步進電機每改變一次通電狀態(tài)（一拍）轉(zhuǎn)子所轉(zhuǎn) 過的角度稱為步距角。,步距角的計算公式：,式中：m為步進電機的相數(shù)；C為通電狀態(tài)系數(shù)，單拍或雙拍工作時C=1，單雙拍混合方式工作時C=2；Zr為步進電機轉(zhuǎn)子的齒數(shù)。,步進電機的轉(zhuǎn)速為：,式中：f為步進電機每秒的拍數(shù)，稱為步進電機通電脈沖頻率。,式1,式2,常見電動機的結(jié)

8、構(gòu)及工作原理,步進電動機,步進電機作為一種開環(huán)控制的系統(tǒng)，和現(xiàn)代數(shù)字控制技術有著本質(zhì)的聯(lián)系。,電動機的銘牌參數(shù)和選型,電動機的銘牌參數(shù),三相異步電動機 型號：Y132M4 功率：7.5kW 頻率：50Hz 電壓：380V 電流：15.4A 接法： 轉(zhuǎn)速：1440r/min 絕緣等級：B 工作方式：連續(xù) 年月生產(chǎn),功率因數(shù)：0.85 效率：87%,技術數(shù)據(jù)：,電動機的銘牌參數(shù)和選型,電動機的型號和接法,1. 型號,例如： Y 132 M4,指定子三相繞組的聯(lián)接方法。,用以表明電動機的系列、幾何尺寸和極數(shù)。,2. 接法,定子三相繞組U1U2 、V1V2 、W1W2,有三個首端U1、V1、W1，三個

9、尾端U2、V2、W2，,可以Y接或 接,電動機的銘牌參數(shù)和選型,電動機的接法,接線盒,定子三相 繞組,Y 接法：, 接：,電動機的銘牌參數(shù)和選型,電動機選擇的基本內(nèi)容,電動機的選擇包括電動機種類、結(jié)構(gòu)型式、額定電壓、額定轉(zhuǎn)速和額定功率的選擇等，其中以額定功率的選擇為主要內(nèi)容。根據(jù)電動機負載和發(fā)熱情況的不同電動機的工作方式（即工作制）分為連續(xù)工作方式、短時工作方式、周期工作方式、非周期變化工作方式和離散恒定負載工作方式等。電動機銘牌上標明的工作方式應和電動機實際運行的工作方式相 一致。但有時也可不同，根據(jù)電動機的不同工作方式，按不同的變化負載的生產(chǎn)機械負載圖，預選電機功率，在繪制電機負載圖的基礎

10、上進行發(fā)熱、過載能力及起動能力（籠型轉(zhuǎn)子異步電動機）的校驗。 發(fā)熱校驗的方法有多種， 但計算公式都是根據(jù)變化負載下電動機達到發(fā)熱穩(wěn)定循環(huán)時的平均溫升等于或接近但小于絕緣材料所允許最高溫升為條件推導出來的 。,電動機的銘牌參數(shù)和選型,電動機種類的選擇,選擇依據(jù)：由機械特性、調(diào)速情況與起動性能、 維護以及價格、工作方式（連續(xù)、 短時、斷續(xù)周期工作制）決定。,1、當生產(chǎn)機械對電動機的起動、制動、調(diào)速性能要求不高時，應盡量采用交流電動機。 （1）對于負載平穩(wěn)，且無特殊要求的長期工作制機械，應選用鼠籠型電動機； （2）若要求電動機具有較好的起動性能，應采用雙鼠籠或深槽式等高起動轉(zhuǎn)矩的異步電動機； （3）

11、對于具有有級調(diào)速的生產(chǎn)機械，應采用鼠籠型多速異步電動機； （4） 對于電梯、橋式起重機類機械要求限制起動電流與提高起動轉(zhuǎn)矩，應采用繞線式異步電動機； （5）對于功率較大，又不需要調(diào)速的生產(chǎn)機械，且長期工作，應采用同步電動機。,2、當起動、制動、調(diào)速等性能采用交流電動機無法滿足時，則采用直流電動機或晶閘管直流電動機（KZD）系統(tǒng)。,電動機的銘牌參數(shù)和選型,電動機種類的選擇,電動機的銘牌參數(shù)和選型,電動機外形結(jié)構(gòu)的選擇,3、封閉式：適用于潮濕、多灰塵、易受風雨侵蝕等 惡劣環(huán)境中。,1、開啟式：用于干燥和清潔的環(huán)境中。,2、防護式：用于干燥和灰塵不多，沒有腐蝕性，爆炸性氣體存在的環(huán)境中。,5、防爆式

12、：適用于有爆炸危險的環(huán)境中。,4、密封式：電動機密封程度高，可以浸在液體中使用，如潛水電動機。,電動機的銘牌參數(shù)和選型,電動機額定電壓的選擇,1、交流電動機的額定電壓按供電電網(wǎng)情況進行選擇。,電壓等級分為：380V、3kV、6kV、10kV,對于 /Y 接法的電動機可以用220/380、380/660兩種 功率較大的電動機應采用高壓供電。,2、直流電動機的額定電壓也要與電源電壓相配合。,常用的電壓等級有：110V、220V、440V,大功率電動機采用600800V，甚至1000V供電。,.,電動機的銘牌參數(shù)和選型,電動機額定轉(zhuǎn)速的選擇,1、電動機連續(xù)工作，很少起動、制動或反轉(zhuǎn)。 可以從設備的初期投資，占地面積和維護費用等方面，就不同的傳動比進行比較來確定合適的額定轉(zhuǎn)速。 2、電動機經(jīng)常起動、制動及正反轉(zhuǎn)，但過渡過程的持續(xù)時間對生產(chǎn)率影響不大。 除考慮初期投資之外，還要根據(jù)過渡過程能量損耗為最小的條件來確定合適的額定轉(zhuǎn)速。 3、電動機經(jīng)常起動、制動及正反轉(zhuǎn)，過渡過程的持續(xù)時間對生產(chǎn)率影響較大。 主要根據(jù)過渡過程持續(xù)時間為最短的條件來選擇額定轉(zhuǎn)速。,電動機的銘牌參數(shù)和選型,不同工作方式下電動機額定功率的選擇,.