第一章电动机基础知识

1、中等职业学校教学用书（机电专业）中等职业学校教学用书（机电专业）电动机的结构与维修电动机的结构与维修 电子教案电子教案主主 编编 杜德昌杜德昌 宋丽娜宋丽娜第一章第一章 电机基础知识电机基础知识 第一节第一节 电磁基础知识电磁基础知识 第二节第二节 常用维修工具与仪表常用维修工具与仪表 第三节第三节 常用维修材料常用维修材料第一节第一节 电磁基础知识电磁基础知识一、一、 电路的基本概念电路的基本概念1. 电路的基本组成电路的基本组成 电路通常由电源、负载、导线和控制元件构成。最基本的电路如图所示。第一节第一节 电磁基础知识电磁基础知识2.电路图电路图 是用统一规定的图形符号画出的。 基本电路的

2、电路图如图所示。3. 电路状态电路状态 通常有即通路、断路和短路。SRE第一节第一节 电磁基础知识电磁基础知识二、二、磁路磁路1. 磁路的概念磁路的概念 磁通经过的闭合路径，可分为有支路磁路和无支路磁路。 硅钢铁心磁路如图所示：第一节第一节 电磁基础知识电磁基础知识2. 磁路的欧姆定律磁路的欧姆定律（1）内容）内容 通过磁路的磁通与激发磁通的磁动势成正比，与磁阻成反比，这一规律称为磁路的欧姆定律。（2）公式）公式 EmRm Em激发磁通的磁动势，单位是安（A）； Rm磁阻，单位是每亨（1H）； 磁通，单位是韦（Wb）（3）与电路的欧姆定律对比）与电路的欧姆定律对比：磁通对应于电流，磁动势对应于

3、电动势，磁阻对应于电阻。第一节第一节 电磁基础知识电磁基础知识三、电与磁三、电与磁1.电流的磁场电流的磁场 通电直导线周围磁场的磁力线是一些以导线上各点为圆心的同心圆，这些同心圆都在与导线垂直的平面上； 通电线圈表现出来的磁性类似条形磁铁，一端相当于N极，另一端相当于S极，如果改变电流的方向，它的N极、S极随之改变。通电线圈的磁感线是一些穿过线圈横截面的闭合曲线，在线圈外部从N极指向S极，在线圈内部从S极指向N极。 电流产生的磁场方向可用安培定则判断。第一节第一节 电磁基础知识电磁基础知识2. 磁场对载流导体的作用磁场对载流导体的作用安培定律安培定律 载流导线在磁场中所受到的安培力与磁场的磁感

4、应强度 B、导线的有效长度 L 和导线内部的电流强度 I 这三者的乘积成正比；公式表示为 安培力的方向可用左手定则来判断；N匝矩形线圈转矩为：cosNBILM sinBILF 第一节第一节 电磁基础知识电磁基础知识3. 电磁感应电磁感应（1）概念）概念 由于磁通变化而在导体或线圈中产生感应电动势的现象称为电磁感应，也称为“动磁生电”。 （2）法拉第电磁感应定律）法拉第电磁感应定律 内容内容 线圈中感应电动势的大小与穿过线圈的磁通量的变化率（即变化快慢）成正比；公式公式 N匝线圈的感应电动势为：tNe第一节第一节 电磁基础知识电磁基础知识（3）导体切割磁感线导体切割磁感线 计算公式计算公式 方向

5、方向 用右手定则判断；分析分析 导体切割磁感线这类电磁感应现象是线圈相当于一匝的特殊情况，因此eBLVSin是法拉第电磁感应定律的特殊形式，右手定则是楞次定律的特殊形式。sinBLVe 第一节第一节 电磁基础知识电磁基础知识（4）楞次定律）楞次定律 适用范围适用范围 普遍适用于判定线圈中感应电动势或感应电流的方向。内容内容 在电磁感应中，感应电流产生的磁通总是阻碍原磁通（即产生感应电流的磁通）的变化，即当原磁通增加时，感应电流产生的磁通与原磁通方向相反，阻碍原磁通的增加；当原磁通减少时，感应电流产生的磁通与原磁通方向相同，阻碍原磁通的减少。第一节第一节 电磁基础知识电磁基础知识四、四、 单相正

6、弦交流电单相正弦交流电1. 单相正弦交流电概念单相正弦交流电概念交流电动势的表达式为:交流电流的表达式为:交流电压的表达式为:正弦交流电的波形图像为正弦曲线 ，如图所示： )sin(tEem)sin(tIim)sin(tUum第一节第一节 电磁基础知识电磁基础知识2. 正弦交流电的三要素正弦交流电的三要素 有效值（或最大值）、周期（或频率）、相位（或相位差），称为交流电的三要素。（1 1）有效值（或最大值）有效值（或最大值）是反应交流电大小的物理量，在实际中常用有效值表示；交流电的有效值与最大值的关系为 2mEE 2mUU 2mII 第一节第一节 电磁基础知识电磁基础知识（2）周期和频率）周期

7、和频率是反应交流电变化的快慢的物理量，关系为角频率与频率、周期的关系为: fT1 Tf1Tf22第一节第一节 电磁基础知识电磁基础知识（3 3）相位）相位 在交流电的表达式中, （t+）叫交流电的相或相位。实际上这个角度即为发电机线圈平面在该时刻与中性面的夹角，用来比较交流电的变化步调。相位相位 是随时间变化的函数，t0 时的交流电的相位叫作初相位, 它对应着发电机线圈平面在起始时刻与中性面的夹角，反映了该正弦交流电起始时刻的大小和方向。相位差相位差 两个同频率的交流电的相位之差叫作相位差 。相位关系相位关系 两个同频率交流电的相位关系有：超前、滞后、同相、反相四种。 第一节第一节 电磁基础知

8、识电磁基础知识3. 正弦交流电的表示方法正弦交流电的表示方法（1）解析法）解析法 （函数式）（函数式） 利用正弦函数式表示交流电随时间变化关系的方法 eEmSin（t+） uUmSin（t+） iImSin（t+）（2）图像法（波形图）图像法（波形图） 交流电通过与解析式相对应的函数图像（曲线）来表示的方法 第一节第一节 电磁基础知识电磁基础知识（3）向量法（矢量）向量法（矢量） 一个正弦量可以用一个旋转矢量来表示, 因此，正弦交流电动势、电压等也可以用旋转矢量来表示，如图所示。 用相量表示正弦交流电后，它们的加减运算就可以按平行四边行法则进行，比较简便。 第一节第一节 电磁基础知识电磁基础知

9、识五、三相交流电五、三相交流电 三相正弦交流电动势的表达式三相正弦交流电动势的表达式： 波形图波形图 tEemUsin)120sin(tEemW)120sin(tEemV第一节第一节 电磁基础知识电磁基础知识1. 三相电源的连接三相电源的连接 三相交流电源常用连接方式有：星形连接和三角形连接。 星形连接三角形连接相线UU3 数值上： 相位上：线电压超前相电压30O。 三角形连接线电压与相电压相等,在工程技术上，使用很少。第一节第一节 电磁基础知识电磁基础知识2. 三相负载的连接三相负载的连接三相负载常用两种连接方式, 即星形连接和三角形连接。相线UU3 （1）星形连接）星形连接 线电压与相电压

10、的关系： 线电流与相电流的关系：相线II第一节第一节 电磁基础知识电磁基础知识 （2）三角形连接）三角形连接 线电压与相电压的关系： 线电流与相电流的关系： 相线II3相线UU第二节第二节 常用维修工具与仪常用维修工具与仪表表一、通用电工工具一、通用电工工具 1. 验电笔验电笔 是一种检查线路和电气设备是否带电的工具。低压验电笔及握法后端金属弹簧氖管笔身绝缘套管金属探头第二节第二节 常用维修工具与仪常用维修工具与仪表表 验电笔的使用注意事项验电笔的使用注意事项（1） 使用时要防止笔尖金属体触及人手造成触电, 螺丝刀式验电笔的金属杆上必须套上绝缘套管；（2） 每次使用前, 在带电体上对验电笔进行

11、检验, 看其是否工作正常；（3） 验电笔平时要防止受潮, 不要随意拆卸, 探头不能承受较大的扭矩；（4） 验电笔只能进行单端测试, 因此无法直接确定电路的通断情况。第二节第二节 常用维修工具与仪常用维修工具与仪表表2. 电工钳电工钳 （1）钢丝钳）钢丝钳 是电工用于剪切或夹持导线、金属丝、工件的钳类工具 。 钳口齿口刀口侧口绝缘管钢丝钳的构造及使用 第二节第二节 常用维修工具与仪常用维修工具与仪表表 使用注意事项使用注意事项（1） 使用时刀口置于内侧, 如右手执钳则刀口位于左方, 而左手执钳则刀口位于右方；（2） 使用前检查手柄绝缘套是否完好, 如有破损应及时更换；（3） 切断带电导体时, 不

12、能将相线和中线放于钳口同时剪切, 以防短路；（4） 不能用钳头代替手锤作敲打工具使用, 以免损坏。第二节第二节 常用维修工具与仪常用维修工具与仪表表2. 电工钳电工钳 （2）尖嘴钳）尖嘴钳 用于切断较小导线、金属丝、夹持小螺丝钉、垫圈，并可将导线端头弯曲成型 （3）斜口钳）斜口钳 （断线钳、扁口钳）专（断线钳、扁口钳）专用于剪断导线和其他金属丝（a）尖嘴钳 （b）斜口钳第二节第二节 常用维修工具与仪常用维修工具与仪表表3. 旋具旋具又名螺丝刀、改锥或起子, 是拆卸和紧固螺丝的工具。 使用注意事项：使用注意事项：（1）螺丝刀使用时,手不能触及螺丝刀的金属杆, 更不能使用金属杆直通手柄顶端的螺丝刀

13、在电气设备上操作；（2）使用螺丝刀扭动螺丝时, 应按螺钉规格选用适合的刀口，以小代大或以大代小均会损坏螺钉或电气元件。（a）平口式 （b）十字花式螺丝刀第二节第二节 常用维修工具与仪常用维修工具与仪表表4. 电工刀电工刀主要用于剖削导线绝缘层和削制木榫等。 （1）电工刀使用时应使刀口向外进行操作, 用毕随时把刀身折入刀柄；（2）电工刀应在单面刀口上磨出圆弧状，在剥削导线绝缘层时，使圆弧状刀刃贴在导线上，刀面与导线成较小的锐角，这样不易削伤导线；（3）特别要注意电工刀手柄不带绝缘装置, 不能进行带电操作。第二节第二节 常用维修工具与仪常用维修工具与仪表表5. 活络扳手活络扳手用来旋动螺杆螺母的一

14、种专用工具。 （1）使用时, 旋动蜗轮使扳口卡在螺母上, 然后扳动手柄即可把螺母紧固或旋松。（2）旋动螺杆、螺母时，必须把工件的两侧平面夹牢，以免损坏螺杆或螺母的棱角。（3）旋动螺杆、螺母时，不能反方向用力，否则容易扳裂活络扳唇； （4）不准用钢管套在手柄上作加力杆使用； （5）不准作撬棍撬重物或当手锤敲打。 定板唇板口蜗轮动板唇手柄第二节第二节 常用维修工具与仪常用维修工具与仪表表6. 电烙铁电烙铁 是手工焊接的主要工具，有内热式和外热式两种。 第二节第二节 常用维修工具与仪常用维修工具与仪表表二、专用电工工具二、专用电工工具 1. 嵌线工具嵌线工具 划针 划线片 压线板（1）划针：）划针：

15、用来在线圈和导线嵌好后卷包绝缘纸。（2）划线片：）划线片：一是嵌线时将导线划入铁芯线槽；二是用来整理槽内的导线。（3）压线板：）压线板：用来压紧嵌入槽内的线圈的边缘，把高于线圈槽口的绝缘材料，平整的覆盖在线圈上部, 以便穿入槽楔。第二节第二节 常用维修工具与仪常用维修工具与仪表表2. 专用拆卸工具专用拆卸工具（1）拉具又叫拉机、拉扒、拉钩：）拉具又叫拉机、拉扒、拉钩：在机电维修中主要用于拆卸电动机的轴承、连轴器和皮带轮等紧固件。（2）喷灯）喷灯：是利用喷射火焰对工件加热的工具。在电气维修中，通常用作钎焊热源，有时也辅助设备的拆装。（3）套筒扳手）套筒扳手：主要用于旋动有沉孔或其它扳手不便使用部

16、位的螺栓或螺母。拉具 喷灯 第二节第二节 常用维修工具与仪常用维修工具与仪表表3. 专用测量工具专用测量工具螺旋千分尺螺旋千分尺 在电动机维修中常用来测量绕组导线的线径。 框架砧座套管活动套管固定套管棘轮测轴螺杆 使用方法使用方法 测量时用双手操作, 如图所示。在两测量面接近待测物体表面时, 停止转动套管改为旋动棘轮, 当棘轮发出“答答” 声时, 此时可由刻尺上读出测量数据。注意读数时尽量不要将被测件取下, 防止将测量面磨损。第二节第二节 常用维修工具与仪常用维修工具与仪表表三、电动机维修常用的仪表三、电动机维修常用的仪表1. 万用电表万用电表 是一种可携带式仪表, 能测量交直流电压、直流电流

17、、电阻和音频电平等。第二节第二节 常用维修工具与仪常用维修工具与仪表表（1）电阻的测量）电阻的测量 将转换开关打至 挡, 将两表笔瞬时短路, 调节调零电位器使指针指在标度尺的 0 点,如指针调不到零, 则说明表内电池电量不足, 需更换电池。每次换挡后都要重新调零, 然后再进行测量； 严禁有被测电路或设备带电情况下测量电阻，在测量前必须切断电源，如果有大容量电容存在，应先将电容器正负极短接放电； 将待测电阻或电路元件串入两表笔之间, 观察读数； 选择适当的倍率, 使表针尽可能指在标度尺几何中心，这样测量最精确。第二节第二节 常用维修工具与仪常用维修工具与仪表表（2）电压和电流的测量）电压和电流的

18、测量 按正确的要求进行接线, 测电流时, 万用电表要与电路串联；而 测电压时要并联在待测电路或元件两端；在测直流电压和直流电 流时,注意正负极不可接错； 转动转换开关，选择正确的参数挡位。即：如要测电压，必须选 择电压挡，而绝不能选电流挡！不可用直流挡位测量交流参数； 选择适当的量程, 使表针尽可能地指在标度尺的 23处, 这样测量最精确。而且选择不同的量程要对应不同的标度尺, 如要测 220V 交流电压, 应选择交流电压 250V挡,且观察0250的标度尺。第二节第二节 常用维修工具与仪常用维修工具与仪表表2. 钳形电流表钳形电流表 通常用来测量动力传输线中的载流；在电动机维修领域中，用来测

19、量电动机的启动电流和工作电流。第二节第二节 常用维修工具与仪常用维修工具与仪表表使用注意事项使用注意事项 测量前首先估计待测电流和电压的大小, 选择适当量程，以便在测量时使指针超过中间刻度，以减少测量误差。若无法估计则应将量程旋钮置于最高挡，再根据指针偏转情况将量程旋钮调整到合适位置，注意不可在测量中换挡； 测量时应将钳口紧密闭合, 以减小由于漏磁造成的测量误差。钳口污垢要及时清除，被测导线要尽量位于钳口铁心的中央； 在测量较小的电流时, 为提高测量精度, 可选用倍流测量法； 测量完毕, 把量程旋钮旋至在最高量程挡； 钳型电流表是低电压测量仪表, 测量范围在110-600V之间, 切勿用于测量

20、高压设备。第二节第二节 常用维修工具与仪常用维修工具与仪表表3. 兆欧表兆欧表 又叫摇表，是一种测量电路和电气设备绝缘电阻的常 用仪表，常用来测量电动机的绝缘电阻和绝缘材料的漏电阻。第二节第二节 常用维修工具与仪常用维修工具与仪表表 使用注意事项使用注意事项 兆欧表的三个接线桩与被测物之间的连接线，必须采用绝缘良好的单股多芯线, 不能用双股绝缘线, 且不得将两根线绞在一起； 测量前，将兆欧表与待测电器设备表面擦拭干净, 以免漏电影响测量结果； 兆欧表在停止转动之前, 切勿用手去触及接线桩和设备的测量部分；拆线时不可触及裸线部分, 以免遭受电击； 禁止在雷电时或附近有高压导体的设备上测量； 测量

21、完毕应对设备充分放电, 否则，容易引起触电事故； 兆欧表要定期校验, 其方法为直接测量有确定值的标准电阻, 检查其测量误差。 第三节第三节 常用维修材料常用维修材料 一、电磁线和引接线一、电磁线和引接线1.电磁线电磁线 是在金属线材上覆盖绝缘层的导线，用来绕制电动机的绕组。（1）分类：）分类：电磁线分为漆包线、绕包线、无机绝缘电磁线和特种电磁线四大类。漆包线漆膜均匀、光滑柔软，有利于线圈的自动绕制，广泛应用于电动机绕组中。 漆包线漆包线 第三节第三节 常用维修材料常用维修材料 名称型号主要用途Q油性漆包圆铜线供制造电机的绕组用QQ-1 QQ-2缩醛漆包圆铜线电气性适用于机械强度及能较高而不需要

22、纤维材料保护漆层的电机绕组QQL-1 QQL-2缩醛漆包圆铝线QB缩醛漆包圆铜线QQLB缩醛漆包圆铜线QZ-1 QZ-2聚酯漆包圆铜线同上,并有热稳定性及抗溶性的特点QZL-1 QZL-2聚酯漆包圆铝线QZB聚酯漆包扁铜线QZLB聚酯漆包扁铝线QA-1 QA-2聚酯漆包圆铜线同QQ型,但不需要去除漆层,可直接用焊锡焊接QH-1 QH-2环氧漆包圆铜线同QQ型,耐潮性好,适用于湿热带电机（2）电磁线的型号与主要用途）电磁线的型号与主要用途 第三节第三节 常用维修材料常用维修材料 2. 引接线引接线 电动机绕组内的线圈或线圈组连接成一组引线；绕组嵌好后，将端部接线接到电动机接线板上 。 常用引接线

23、有三种：常用引接线有三种：（1）橡皮绝缘丁睛护套引接线JQB，耐热等级；（2）氯磺化聚乙烯橡胶皮绝缘引接线JBYH，耐热等级；（3）硅橡胶绝缘引接线JHXG，耐热等级。第三节第三节 常用维修材料常用维修材料 二、二、 常用绝缘材料常用绝缘材料 1.常用绝缘材料的分类常用绝缘材料的分类（1）无机绝缘材料）无机绝缘材料 有云母、石棉、大理石、玻璃等，主要用作电动机的绕组绝缘、开关的底板和绝缘子等。 （2）有机绝缘材料）有机绝缘材料 有虫胶、树脂、橡胶、棉纱、纸、麻等。大多用于造绝缘漆、绕组导线的被覆绝缘物等。 （3）混合绝缘材料）混合绝缘材料 由无机和有机绝缘材料经加工后，制成的各种成型绝缘材料，用作电器的底座、外壳等。第三节第三节 常用维修材料常用维修材料 名 称型 号主 要 用 途薄 膜聚酯薄膜2820中小型电机槽、匝间、相间绝缘聚酯薄膜青壳纸2920低压小型电机衬热绝缘聚酯薄膜玻璃漆布箔2252湿热带用电机衬垫绝缘与槽绝缘玻璃漆布带油性玻璃布带2201 2412电机衬垫绝缘与线圈绝缘黑玻璃漆布带2430大型电机衬垫