1、电机类型与基本结构,目录,电机：是将机械能转换为电能或者将电能转为机械能的装置。当这样的装置用于将机械能转换为电能时，称为发电机；当其将电能转换为机械能时，称为电动机。 由于任何一种电机都可以沿任一方向转换功率，因而任何一种电机均可以既用做发电机又用做电动机。,电机的分类,一、按工作电源种类划分： (a)直流电机 无刷直流电动机 永磁直流电动机和电磁直流电动机; 有刷直流电动机 (b)交流电机 同步电机和感应电机。,直流电机,交流电机,电机的分类,二、按结构和工作原理划分： (a)可分为直流电机 (b)异步电机 感应电机和交流换向器电机; (c)同步电机 永磁同步电机、磁阻同步电机和磁滞同步电
2、机。,电机的旋转原理,一、 电磁力定律：当电流通过磁场中的导体时，导体会受到电磁力的作用而移动，移动的方向可由左手法则来判定。,磁力线指向手心，伸直四指指向电流方向，垂直的拇指指向电磁力方向。,电机的旋转原理,二、 电磁感应定律：在磁场中，导体做切割磁力线运动时，导体内会产生感应电动势，该电势的方向由右手法则确定。,手心迎着磁通，垂直的拇指指向导线运动方向，平行四指指向感应电势方向。,电机的结构,机械结构：旋转及支撑电磁系统：导电及能量转换绝缘系统：分隔导电部分和不导电部分,电机的结构,电机机械结构的基本组成(a)主要由定子，转子，前、后罩(端盖)及通风冷却系统组成。(b)电机静止部分称为定子
3、,转动部分称为转子,在定子和转子之间的空隙叫气隙。气隙很小但磁场能量主要集中在气隙內。,电机的结构,定子 - 由定子铁芯和绕组组成,作用是产生励磁磁通,导磁及支撑前后罩。转子 - 由转子铁芯，轴，电枢绕组及换向器组成，其作用是保证并产生连续的电磁力矩，通过轴输出机械能。前、后罩 - 担负着支承转子旋转和固定转子与定子的装配关系的作用。其结构和尺寸要根据通风系统，绕组对地绝缘，轴承结构，碳刷和碳刷盒安装等因素综合设计，同时要考虑强度和刚度。,电机的结构,电机的通风冷却系统 电机在运行过程中必然会有一部分能量转化成热能，热能又会使电机的温度上升，当温度上升到一定程度就会发生绝缘破坏，绕组以及换向器
4、碳刷烧坏，等一系列问题导致电机的损坏。 通风冷却系统，主要包括风路和风扇。应使电机的发热和散热协调平衡，有足够的冷却气流通过电机。,电机的结构,气隙对电机性能影响较大，气隙小，可减少电机励磁安匝及损耗。但气隙过小，气隙谐波磁场增大，电机杂散损耗及电磁噪音增加；同时，过小的气隙，会由于机械和电磁的原因，对运行可靠性带来一定影响。,电机的结构,绝缘系统 绝缘就是防止电流向不希望的方向流动及隔离导电和不导电的部分（如导线和铁心）或隔离不同电位的导体（如匝间层间等）。 绝缘材料一般指电阻系数在 109cm以上的材料。经验表明，在电机出现的事故中，多数是由于绝缘破坏造成的，正确选用绝缘材料是电机设计中重
5、要的一环。 绝缘系统：所有绝缘材料聚合在一起所产生的一个完整的独立的体系。,三相异步电动机的工作原理,(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。,永磁直流电机基本结构,中:定子组件英:Stator Assembly代号:STA,中:转子组件英:Rotor Assembly代号:AMA,中:罩组
6、件英:Bracket Assembly代号:BKA,永磁直流电机,永磁直流电动机由磁石建立恒定激磁磁场，通过碳刷和换向器的换向作用实现外部电路的直流电与电枢绕组內部交流电之间的转换借助静止气隙磁场实现电枢绕组中交流电与转轴上恒定力矩的相互变换从而使电机旋转起来。 （电刷是连接电源与转子绕组的导电部件，具备导电与耐磨两种性能。）,永磁直流电机,两极有刷直流电机的固定部分(定子)上装设了一对直流励磁的静止的主磁极N和S，在旋转部分(转子)上装设电枢铁芯。定子与转子之间有一气隙。在电枢铁芯上放置了由A和X两根导体连成的电枢线圈，线圈的首端和末端分别连到两个圆弧形的铜片上，此铜片称为换向片。换向片之间互相绝缘，由换向片构成的整体称为换向器。换向器固定在转轴上，换向片与转轴之间亦互相绝缘。在换向片上放置着一对固定不动的电刷B1和B2，当电枢旋转时，电枢线圈通过换向片和电刷与外电路接通。,谢谢观赏,
