电动机的基本结构及工作原理

1、电动机的基本结构及工作原理交流电机分异步电机和同步电机两大类。异步电机一般作电动机使用， 拖动各种生产机械作功。同步电机分分为同步发电机和同步电动机两类。根 据使用电源不同，异步电机可分为三相和单相两种型式。一、 异步电动机的基本结构 三相异步电动机由定子和转子两部分组成。 因转子结构不同又可分为三 相笼型和绕线式电机。1、三相异步电动机的定子： 定子主要由定子铁心、定子绕组和机座三部分组成。定子的作用是通入 三相对称交流电后产生旋转磁场以驱动转子旋转。 定子铁心是电动机磁路的 一部分，为减少铁心损耗，一般由 0.35 0.5mm厚的导磁性能较好的硅钢片 叠成圆筒形状，安装在机座。定子绕组是电

2、动机的电路部分，安嵌安在定子 铁心的圆槽。定子绕组分单层和双层两种。 一般小型异步电机采用单层绕组。 大中型异步电动机采用双层绕组。机座是电动机的外壳和支架，用来固定和 支撑定子铁心和端盖。电机的定子绕组一般采用漆包线绕制而成，分三组分布在定子铁心槽 （每组间隔 120O），构成对称的三相绕组。三相绕组有 6 个出线端，其首尾 分别用 U1、U2；V1、V2；W1、W2表示，连接在电机机壳上的接线盒中，一 般 3KW以下的电机采用星形接法 （Y 接），3KW以上的电机采用三角形接法 （ 接）。当通入电机定子的三相交流电相序改变后，因定子的旋转磁场方向改 变，所以电机的转子旋转方向也改变。2、三

3、相异步电动机的转子：转子主要由转子铁心、转子绕组和转轴三部分组成。转子的作用是产生 感应电动势和感应电流，形成电磁转矩，实现机电能量的转换，从而带动负 载机械转动。转子铁心和定子、气隙一起构成电动机的磁路部分。转子铁心 也用硅钢片叠压而成，压装在转轴上。气隙是电动机磁路的一部分，它是决 定电动机运行质量的一个重要因素。气隙过大将会使励磁电流增大，功率因 数降低，电动机的性能变坏；气隙过小，则会使运行时转子铁心和定子铁心 发生碰撞。一般中小型三相异步电动机的气隙为 0.2 1.0mm，大型三相异步 电动机的气隙为 1.0 1.5mm。三相异步电动机的转子绕组结构型式不同， 可分为笼型转子和绕线转

4、子 两种。笼型转子绕组由嵌在转子铁心槽的裸导条（铜条或铝条）组成。导条 两端分别焊接在两个短接的端环上，形成一个整体。如去掉转子铁心，整个 绕组的外形就像一个笼子，由此而得名。中小型电动机的笼型转子一般都采 用铸铝转子，即把熔化了的铝浇铸在转子槽而形成笼型。大型电动机采用铜 导条；绕线转子绕组与定子绕组相似，由嵌放在转子铁心槽的三相对称绕组 构成，绕组作星形形联结，三个绕组的尾端连结在一起，三个首端分别接在 固定在转轴上且彼此绝缘的三个铜制集电环上， 通过电刷与外电路的可变电 阻相连，用于起动或调速。3、三相异步电动机的铭牌：每台电动机上都有一块铭牌， 上面标注了电动机的额定值和基本技术数 据

5、。铭牌上的额定值与有关技术数据是正确选择、 使用和检修电动机的依据。 下面对铭牌中和各数据加以说明：型号 异步电动机的型号主要包括产品代号、设计序号、规格代号和特 殊环境代号等。产品代号表示电动机的类型，用汉语拼音大写字母表示；设 计序号是指产品设计的顺序， 用阿拉伯数字表示； 规格代号是用机座中心高、 铁心外径、机座号、机座长度、铁心长度和极数等表示。例如： Y2 160 M2-2 额定电压和联结方式 额定电压是指加在电动机定子绕组上的线电压 有效值， 单位为 V或 KV。联结方式是指电动机在额定电压下， 三相定子绕组 采用的是 Y 结还是接。额定电流 指电动机轴上输出额定功率时， 电动机定

6、子绕组中的线电流 值，单位为 A额定功率 指在额定状态下运行时，电动机机轴上输出的机械功率，单 位为 W或 KW，这里要注意的是额定功率不是指电能功率。绝缘等级 指电动机机定子绕组所用的绝缘材料的等级。 电动机所允许 的最高工作温度与绝缘材料的绝缘等级有关：绝缘等级极限温度 / 绝缘等级极限温度 / Y90F155A105H180E120C180B130温升 温升是指允许电动机绕组温度高出周围环境温度的最大温差。 防护等级 电动机外壳防护等级的标志，是以字母“ IP ”和其后面的两位数 字表示的。 IP 后的第一位数字表示第一种防护型式 （防尘），共分 5 个等级， 它是指防止人体接触电动机的

7、带电或转动部分和防止固体异物进入电动机 部的防护等级。第二个数字代表第二种防护型式（防水）的等级，共分 7 个 等级，是指防止水进入电动机部程度的防护等级。4、三相交流异步电动机工作原理：（1）当三相异步电机接入三相交流电源时，三相定子绕组流过三相对称电流 产生的三相磁动势（定子旋转磁动势）并产生旋转磁场。（2）该旋转磁场与转子导体有相对切割运动 , 根据电磁感应原理 , 转子导体产 生感应电动势并产生感应电流。（3）根据电磁力定律，载流的转子导体在磁场中受到电磁力作用，形成电 磁转矩，驱动转子旋转，当电动机轴上带机械负载时，便向外输出机械能。 电机的转速（转子转速）小于旋转磁场的转速，从而叫

8、为异步电机。它和感 应电机基本上是相同的。 s=（ns-n）/ns 。s 为转差率， ns 为磁场转速， n 为转 子转速。三相异步电动机的转速永远低于旋转磁场的同步转速， 使转子和旋转磁 场间有相对运动，从而保证转子的闭合导体切割磁力线，感生电流，产生转 矩。转速的差异是异步电机运转的必要条件。在额定情况下，转子转速一般 比同步转速低 2-5%。电动机的拆装电动机在使用中因故障检查或日常维护等原因，需进行拆卸与装配。只 有掌握正确的拆卸与装配技术，才能保证电动机的修理质量。1、电动机拆卸前的准备工作1）准备好拆卸工位与拆卸电动机的专用工具，如拉具、扳手、手锤、螺 丝刀、毛刷、木块等；2）作好

9、相应记录和标记。在线头、端盖、刷握等处作好标记，记录好联 轴器或带轮与端盖之间的相应距离位置。2 电动机的拆卸步骤1）切断电源后，首先拆除电动机的电源线，并用绝缘胶布包好电源线 端头；2）卸下传动带，拆卸地脚螺栓，将螺母、垫圈等小零件用小盒装好， 以免丢失；3）拆卸带轮或联轴器；4）卸下风罩和风扇；5）拆卸轴承和端盖 （绕线转子应先提起和拆除电刷、 电刷架及引出线）；6）抽出或吊出转子。3、电动机主要零件的拆卸方法1）拆卸带轮（或联轴器）首先标好带轮的正反面，以免安装时装反；在带轮（或联轴器）的轴伸 端作好标记，松下带轮上的压紧螺钉或销子。装好拉马，注意拉马的中心线 要对准电动机轴的中心线，转

10、动拉马的丝杆。2）拆卸轴承盖和端盖 在端盖与机座间作好标记，便于装配时复位。逐个拧松端盖上的坚固螺 栓，用螺钉旋具将端盖按对角线一先一后的向外扳撬，把端盖取下。对于较 大的电动机因端盖较重，应先把端盖用超重设备吊住，以免拆卸时端盖摔破 或碰伤绕组。3）刷架、风罩和风扇叶的拆卸 绕线转子异步电动机的电刷在拆卸前应先作好标记，便于复位。然后松 开刷架弹簧，抬起刷握，卸下电刷，取下刷架。封闭式电动机的带轮或联轴 器拆除后，松开风罩的固定螺钉，取下风罩，再将风扇的定位销或定位螺钉 拆下，将风扇拉出。4）轴承的拆卸 拆卸轴承有两种方法：一种是用轴承拉马，将轴承拉马的抓钩紧紧地扣 住轴承圈，然后把轴承慢慢

11、拉下来；另一种是敲打法，将转子垂直放置，轴 承与转子间用隔板架置，转子上部垫上铜棒，用铁锤敲打铜棒拆下轴承。若安装轴承时，可将轴承套在转轴上，用一个径略大于轴的铁圆套筒套 装在转轴上，筒壁应能很好地顶住轴承圈，用铁锤均匀敲打套筒将轴承安装 到位。5）拆卸转子 端盖拆下后，可抽出转子。此时必须仔细，不能碰伤绕组、风扇、铁心 和轴颈等。对于小型电动机，可单人双手抽出，也可双配合人取出。对于大 中型的电动机，转子较重，可在轴上另套一加长钢管，由多人配合抬出或用 起重机械将转子吊住平移取出。4 电动机的装配与检验 装配电动机时可按拆卸工序的逆步骤进行。 装配后的电动机应进行以下 检查：1）检查电动机的

12、转子转动是否轻便灵活，若转子转动不灵活，应调整 端盖紧固螺栓的松紧程度，使之转动灵活。检查绕线转子电动机的刷握位置 是否正确，电刷在刷握有无卡阻，电刷与集电环接触是否良好。2）检查电动机的绝缘电阻值， 用绝缘电阻表测电动机定子绕组相与相、 各相对机壳之间的绝缘电阻；对于绕线转子异步电动机，还应检查转子绕组 及绕组对机壳之间的绝缘。 所测的绝缘电阻值应在 0.5M以上，说明绝缘电 阻达到工作要求（电动机绝缘电阻一般按 1KV一个 M计算，如我公司磨机 主电机额定工作电压为 6KV，所以电机绝缘电阻应达到 6 M以上）。3）根据电动机的铭牌与电源电压正确接线，并在电动机外壳上安装好 接地线，通电后

13、用钳形电流表分别检测三相电流是否平衡。三相空载电流的 偏差值应小于 10%。三相空载电流与额定电流的百分比（单位： %）功率（ kw）极数 0.5 2.2 10 55 125250-7040-5530-4523-2518-30465-8545-6035-5525-4020-30670-9050-6535-6530-4522-33875-9050-7037-7035-5025-35电气识图原则生产机械电气控制线路常用电路图、 接线图和布置图来表示。 在实际中， 电路图、接线图和布置图要结合起来使用。1. 电路图 电路图能充分表达电气设备和电器的用途、作用和工作原理，是电气线 路安装、调试的维修的

14、理论依据。识读电路图时应遵循以下的原则：1）电路图一般分电源电路、主电路和辅助电路 3 部分绘制。 电源电路画成水平线， 三相交流电源相序 L1L2L3 自上而下依次画出， 中性线 N 和保护接地线 PE画在相线之下。直流电源的正极画在上边，负极 画在下边。电源开关要水平画出。主电路是由主熔断器、接触器和主触头、热继电器的热元件以及电动 机等组成。主电路通过的电流较大。主电路画在电路图的左侧并垂直电源电 路。辅助电路一般由主令电器的触头、接触器线圈及辅助触头、继电器线 圈及触头、指示灯和照明灯等组成。它通过的电流较小，一般不超过 5A。辅 助电路要跨接在两相电源线之间，一般按照控制电路、指示电

15、路和照明电路 的顺序依次垂直画在主电路的右侧， 且与下边电源线相连的耗能元件要画在 电路图的下方，而电器的触头要画在耗能元件与上边电源线之间。一般应按 照自左至右、自上而下的排列来表示操作顺序。2）电路图中，各电器的触头位置都按电路未通电和电器未受外力作用 时的常态位置画出。分析原理时，应从触头的常态位置出发。3）电路图中，不画出电器元件实际的外形图，而采用国家统一规定的 电气图形符号画出。4）电路图中，同一电器的各个元件不按它们的实际位置画在一起，而 是按其在线路中所起的作用分别画在不同的电路中， 但它们的动作却是相互 关联的，因此，必须标注相同的文字符号。5）一般识看电路图时，有直接电联系

16、的交叉导线连接点，用小黑圆点 表示；无直接电联系的交叉导线则不画小黑圆点。6）电路图采用电路编号法，即对电路中的各个接点用字母或数字编号。主电路在电源开关的出线端按相序依次编号为 U11、V11、W11。然后 按从上到下、从左到右的顺序，每经过一个电器元件后，编号要依次递增， 如 U12、V12、W12；U13、 V13、W13单台三相交流电动机的 3 根引出线相 序依次编号为 U、 V、W。对于多台电动机引出线的编号，为了不致引起误解 和混淆，可在字母前用不同的数字加以区别，例如： 1U、1V、 1W；2U、2V、 2W。辅助电路编号按“等电位”原则从上而下、从左至右的顺序用数字依 次编号，

17、每经过一个电器元件后，编号要依次递增。控制电路编号的起始数 字必须是 1，其他辅助电路的起始数字依次递增 100，如照明电路编号从 101 开始；指示电路编号从 201 开始等。2. 接线图识读接线图时应遵循以下的原则：1）接线图中一般示出如下容：电气设备和电器元件的相对应位置、方 案符号、端子号、导线号、导线类型、导线截面积、屏蔽和导线绞合等到。2）所有的电气设备和电器元件都按其所在的实际位置绘制在图样上， 且同一电器的各元件根据其实际结构， 使用与电路图相同的图形符号画在一 起，并用点画线框上，其文字符号以及接线端子的编号应与电路图中的标注 一致，可以方便对应检查接线。3）接线图中的导线有

18、单根导线、导线组、电缆等之分，可用连续线和 中断线来表示。凡导线走向相同的可以合并，用线束来表示，到达接线端子 或电器元件的连接点时再分别画出。在用线束来表示导线组、电缆等时可用 加粗的线条表示，在不引起误解的情况下也可采用部分加粗。另外，导线及 管子型号、根数和规格应标注清楚。3电动机基本控制线路的安装步骤电动机基本控制线路的安装，一般应按以下步骤进行： 1）识读电路图，明确线路所用电器元件及其作用，熟悉线路的工作原 理。2）根据电路图和元件明细表配齐电器元件，并进行检验。3）根据电器元件选配安装工具和控制板。4）根据电路图绘制和接线图，然后按要求在控制板上固装电器元件， 并贴上醒目的文字符号。5）根据电动机容量选配主电路导线的截面积。6）根据接线图布线，同时将剥去绝缘层的两端线头套上标有与电路图 相一致编号的编码套管。7）安装电动机。8）连接电动机和所有电器元件金属外壳保护接