电机与电气控制基础 课件 第2章 电动机基础知识

第2章

电动机基础知识《电机与电气控制基础》杨清德

宋文超

杨波主编目录CATALOGUE01单相异步电动机及其应用02直流电动机及其应用03三相异步电动机及其应用《电机与电气控制基础》杨清德

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杨波主编01单相异步电动机及其应用《电机与电气控制基础》杨清德

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杨波主编单相异步电动机由定子和转子构成，定子包含硅钢片叠压成的铁心及主副绕组，而转子则根据具体结构类型（内转子、外转子或凸极式罩极）有所不同。基本结构当单相交流电通过主副绕组时，产生的磁场交互作用使电动机启动并运行。通过调整磁场强度和相位，可实现电动机的正转、反转及调速功能。工作原理单相异步电动机的结构及原理单相罩极异步电动机电动机采用罩极结构，通过改变极面形状和磁路结构，产生均匀的旋转磁场，实现启动和运行，适用于低转速或恒速运行场合。电阻分相启动单相异步电动机电动机通过电阻分相启动，利用电阻的阻尼作用产生启动转矩，适用于轻载或空载启动的场合。电容分相启动单相异步电动机电动机采用电容分相启动，利用电容的容性电流与主绕组感性电流的相位差产生旋转磁场，实现启动和运行。单相异步电动机的种类串联PTC调速通过在电路中串联PTC元件（正温度系数热敏电阻），利用其阻值随温度变化的特性，实现电动机调速。温度升高时，PTC元件阻值增大，电流减小，转速降低。晶闸管调速利用晶闸管的开关特性，通过控制晶闸管的导通角来调节电动机的端电压，实现调速。这种调速方式具有调速范围广、调节平滑等特点。串联电抗调速通过在电路中串联电抗器或电感线圈，利用其感抗作用减小电流，从而降低电动机转速。这种调速方式适用于需要平滑调速或降低转速的场合。绕组抽头调速通过改变电动机绕组抽头的接线方式，调整电动机的极数和电压，从而实现调速。L型接线适用于低电压高电流的场合，T型接线适用于高电压低电流的场合。单相异步电动机调速控制单相异步电动机的启动启动过程关键，需克服静摩擦与机械阻力，确保电动机顺畅进入运行状态。正反转控制方法通过调整绕组连接或改变磁场方向，实现电动机的正转与反转控制，满足不同工作需求。单相异步电动机启动与反转控制故障排查遇到电源电压正常但电动机不转的情况，应检查电路、绕组及启动装置，确保无故障。故障处理接通电源后熔丝熔断，应立即检查电路中是否存在短路或过载情况，及时排除故障。运行监控运行时温度过高，需检查通风散热情况，确保电动机在运行中不过热，延长使用寿命。噪声振动原因运行时噪声大或振动过大，可能是机械故障或不平衡引起，需检查并调整。绝缘性能维护绝缘性能下降导致外壳带电，应检查绝缘材料及安装环境，避免漏电事故发生。单相异步电动机典型故障处理0102030405单相异步电动机典型故障处理1.电源电压正常，但通电后电动机不转；2.接通电源后熔丝熔断；3.运行时温度过高；4.运行时噪声大或振动过大；5.绝缘性能下降，外壳带电。单相异步电动机典型故障处理1.电源电压正常，但通电后电动机不转2.接通电源后熔丝熔断3.运行时温度过高4.运行时噪声大或振动过大5.绝缘性能下降，外壳带电02直流电动机及其应用《电机与电气控制基础》杨清德

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杨波主编直流电动机的基本结构直流电动机由定子和转子构成，定子包括机座、电枢、电刷和换向器，而转子则为旋转的电枢。直流电动机出线端标记直流电动机出线端的标记见表2-5，遵循一定规则，便于维护人员快速识别和维修。直流电机的优缺点直流电机控制性能佳、速度易调、技术成熟且成本低，但速度提升受限、电刷易故障、维修成本高。直流电机的种类及应用直流电机分为他励、并励、串励和复励四种，每种电机都有其特定的应用场景，如他励电机常用于电力机车。直流电动机的结构及种类01020304启动需高转矩、限流并简稳装置，采用全压、串电阻或降压启动方式。直流电动机的启动直流电动机的制动方式多样，包括机械制动和电气制动（能耗、反接、回馈）。直流电动机的制动电枢串电阻、变电压或调主磁通均可调节直流电动机速度，满足不同工况需求。直流电动机的调速直流电动机的启动、制动和调速010203直流电动机的使用与维护直流电动机的选用直流电动机的选用需根据具体应用场景而定，不同类型的直流电动机适用于不同的设备和工作条件。直流电动机使用前的检查使用直流电动机前，需检查电压、电流、转向及机械部件运转情况，确保电机正常运行。直流电动机的使用使用直流电动机时，需注意电压电流匹配、启动停止规范、防潮防尘等，确保电机安全高效运行。直流电动机的常见故障直流电动机常见故障包括不能启动、转速异常、电刷火花大、过热冒烟及机座带电等。伺服电动机的分类调速方式控制方式选用考虑因素电磁式直流伺服电动机通过定子励磁绕组直流励磁，而永磁式直流伺服电动机则采用永久磁铁作为磁极，省去了励磁绕组。常用的有：电枢中串入电阻调速、改变电枢电压调速、改变电动机主磁通调速。电磁式和永磁式直流伺服电动机的控制方式包括电枢控制和磁场控制，通过改变电枢电压或磁通来实现对电动机性能的调节。在选用直流伺服电动机时，需要考虑额定电压、额定转矩和额定转速等关键参数，以确保电动机能够满足实际应用的需求。直流伺服电动机03三相异步电动机及其应用《电机与电气控制基础》杨清德

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杨波主编电动机的种类按转速与频率关系分：同步、异步；按结构尺寸分：大型、中型、小型；按转速分：恒转速、调速、变速电动机；三相异步电动机的种类及结构按机械特性分：普通笼型、深槽笼型、双笼型、特殊双笼型、绕线转子型；按安装结构分：卧式、立式、带底脚式、带凸缘式；按工作额度分：断续式、连续式、间歇性；按保护方法分：开启式、防护式、封闭式、防爆式；按通风降温分：自扇冷式、自冷式、他扇冷式、管道通风式；按绝缘等级分：E级、B级、F级、H级。三相交流异步电动机的结构由定子和转子组成。定子是固定部分，包含电磁铁心和三相绕组；转子是旋转部分，由鼠笼式导条和铁心组成。三相异步电动机的种类及结构三相异步电动机根据电磁感应原理工作，通过三相绕组中的电流相互作用产生旋转磁场，从而驱动转子旋转。旋转磁场及其产生旋转磁场的速度与电源频率f1和磁极对数p有关，公式为n1=60f1/p表示磁极转速与电源频率和磁极对数间的关系。旋转磁场的速度旋转磁场的旋转方向与绕组中电流的相序有关，即电流的相序决定了旋转磁场的旋转方向。旋转磁场的方向三相异步电机的工作原理转差率是描述三相异步电动机运行状态的重要参数，它表示转子的实际转速与旋转磁场速度之间的差值与旋转磁场速度之间的比值。转差率三相异步电机具有发电机状态、电动机状态和电磁制动状态三种运行状态，可通过改变输入电流或电压来调整。三相异步电机的三种运行状态三相异步电机的工作原理三相异步电动机的反转控制通过调整电源相序来改变电动机的旋转方向，具体操作是交换任意两根电源线，即可实现电动机的反转。三相异步电动机接法三相异步电动机的接法包括星形接法和三角形接法，星形接法是将三相绕组的末端连接在一起，首端分别接入三相电源。三相异步电动机的启动控制启动方式有两种种。直接启动简单可靠，降压启动通过降低定子电压来减小启动电流和启动转矩，适用于大容量电动机。三相异步电动机的控制三相异步电动机的制动控制机械制动通过制动装置使电动机迅速停止，电力制动包括反接制动和能耗制动，反接制动通过改变电源相序使电动机反转制动。三相异步电动机的调速用接触器控制的双速电动机调速电路简单可靠，用时间继电器控制的双速电动机电路可实现自动换速，变频调速则通过改变电源频率实现平滑调速。三相异步电动机的控制根据使用环境选择合适的防护形式，如开启式、防护式、封闭式或防爆式，以确保电动机的安全运行。根据负载特性和工作条件，选择合适的电动机功率，避免过大或过小的功率导致运行效率低下或损坏电动机。根据工作需求选择合适的转速，确保满足生产要求，同时避免因转速不匹配导致的负载波动或机械应力过大。考虑电动机的效率、噪音、振动等指标，选择性能优异的电动机，以提高生产效率和降低运维成本。三相异步电动机的选用防护形式的选用功率的选用转速的选择其他要求合闸后电动机无任何动静可能原因是电源未接通或绕组断路，应检查电源线和绕组连接。合闸后电动机不动，但有嗡嗡声可能是电源电压过低或绕组接地，应检查电源电压和绕组绝缘。合闸后电动机不转，但熔体立即熔断可能是电路中存在短路故障，应检查电路和电动机绕组。三相异步电动机典型故障的处理启动困难，启动后转速严重低于正常值检查电源电压、负载情况及传动装置，确保正常运行。三相空载电流严重不平衡三相空载电流过大三相异步电动机典型故障的处理检查绕组连接和绝缘，可能存在断路或短路故障，需修复。检查电源电压、绕组绝缘及机械部分，可能因电压过高、绝缘损坏或机械摩擦导致。可能因轴承损坏、传动部件松动或不平衡引起，需检查并修复。运行中发生异响运行中振动剧烈轴承过热检查基础螺栓、传动部件和平衡状态，可能因松动