電機(jī)的技術(shù)手冊

1、 目錄直流電機(jī)1、 直流電機(jī)的分類及基本結(jié)構(gòu)2、 直流電機(jī)的基本工作原理3、 他勵(lì)直流電機(jī)的啟動(dòng)和反轉(zhuǎn)4、 他勵(lì)直流電機(jī)的調(diào)速交流電機(jī)1、 交流電機(jī)的分類2、 三相異步電機(jī)的工作原理3、 三相異步電機(jī)的啟動(dòng) 4、 三相異步電機(jī)的調(diào)速5、 三相異步電機(jī)的制動(dòng)6、 同步電機(jī)的基本類型和結(jié)構(gòu)7、 同步電機(jī)的勵(lì)磁方式8、 同步電機(jī)的啟動(dòng)控制電機(jī)1、 伺服電機(jī)（1） 直流伺服電機(jī)（2） 交流伺服電機(jī)2、 步進(jìn)電機(jī)（1） 三相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)（2） 三相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的工作原理直流電機(jī)的分類 直流電動(dòng)機(jī)按結(jié)構(gòu)及工作原理可劃分：（1）無刷直流電動(dòng)機(jī)和（2）有刷直流電動(dòng)機(jī)。 無刷直流電動(dòng)機(jī)：無刷

2、直流電動(dòng)機(jī)是將普通直流電動(dòng)機(jī)的定子與轉(zhuǎn)子進(jìn)行了互換。其轉(zhuǎn)子為永久磁鐵產(chǎn)生氣隙磁通：定子為電樞，由多相繞組組成。在結(jié)構(gòu)上，它與永磁同步電動(dòng)機(jī)類似。無刷直流電動(dòng)機(jī)定子的結(jié)構(gòu)與普通的同步電動(dòng)機(jī)或感應(yīng)電動(dòng)機(jī)相同在鐵芯中嵌入多相繞組(三相、四相、五相不等)繞組可接成星形或三角形，并分別與逆變器的各功率管相連，以便進(jìn)行合理換相。轉(zhuǎn)子多采用釤鈷或釹鐵硼等高矯頑力、高剩磁密度的稀土料，由于磁極中磁性材料所放位置的不同可以分為表面式磁極、嵌入式磁極和環(huán)形磁極。由于電動(dòng)機(jī)本體為永磁電機(jī)，所以習(xí)慣上把無刷直流電動(dòng)機(jī)也叫做永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)。     有刷直流電動(dòng)機(jī)可劃分：永磁

3、直流電動(dòng)機(jī)和電磁直流電動(dòng)機(jī)。   永磁直流電動(dòng)機(jī)劃分：稀土永磁直流電動(dòng)機(jī)、鐵氧體永磁直流電動(dòng)機(jī)和鋁鎳鈷永磁直流電動(dòng)機(jī)。   電磁直流電動(dòng)機(jī)劃分：串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)、并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)和復(fù)勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)。 直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)  直流電機(jī)由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成，其間有一定的氣隙。其構(gòu)造的主要特點(diǎn)是具有一個(gè)帶換向器的電樞。直流電機(jī)的定子由機(jī)座、主磁極、換向磁極、前后端蓋和刷架等部件組成。其中主磁極是產(chǎn)生直流電機(jī)氣隙磁場的主要部件，由永磁體或帶有直流勵(lì)磁繞組的疊片鐵心構(gòu)成。直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子則由電樞、換向器（又

4、稱整流子）和轉(zhuǎn)軸等部件構(gòu)成。其中電樞由電樞鐵心和電樞繞組兩部分組成。電樞鐵心由硅鋼片疊成，在其外圓處均勻分布著齒槽，電樞繞組則嵌置于這些槽中。換向器是一種機(jī)械整流部件。由換向片疊成圓筒形后，以金屬夾件或塑料成型為一個(gè)整體。各換向片間互相絕緣。換向器質(zhì)量對運(yùn)行可靠性有很大影響。直流電機(jī)的工作原理     將直流電源通過電刷接通電樞繞組，使電樞導(dǎo)體有電流流過。 電機(jī)內(nèi)部有磁場存在。 載流的轉(zhuǎn)子（即電樞）導(dǎo)體將受到電磁力 f 的作用 f=Blia （左手定則）。 所有導(dǎo)體產(chǎn)生的電磁力作用于轉(zhuǎn)子，使轉(zhuǎn)子以n(轉(zhuǎn)/分)旋轉(zhuǎn)，以便拖動(dòng)機(jī)械負(fù)載。他

5、勵(lì)直流電機(jī)他勵(lì)直流電機(jī)的啟動(dòng)他勵(lì)直流電機(jī)常用的啟動(dòng)方式：降低電源電壓啟動(dòng)、電樞回路串電阻啟動(dòng)他勵(lì)直流電機(jī)的反轉(zhuǎn)他勵(lì)直流電機(jī)反轉(zhuǎn)的方式：改變勵(lì)磁電流的方向、改變電樞繞組兩端電源電壓的極性。他勵(lì)直流電機(jī)的調(diào)速電樞電路串電阻調(diào)速：串電阻越大，機(jī)械特性越軟、轉(zhuǎn)速越不穩(wěn)定，低速時(shí)串電阻大，損耗能量也越多，效率變低。調(diào)速范圍受負(fù)載大小影響，負(fù)載大調(diào)速范圍廣，輕載調(diào)速范圍小。降低電樞電壓調(diào)速：降低電樞電壓調(diào)速，電樞回路必須有可調(diào)壓的直流電源，電樞回路及勵(lì)磁回路電阻盡可能小，電壓降低轉(zhuǎn)速下降。弱磁調(diào)速：一般直流電動(dòng)機(jī)，為避免磁路過飽和只能弱磁不能強(qiáng)磁。電樞電壓保持額定值，電樞回路串接電阻減至最小，增加勵(lì)磁回路

6、電阻 Rf ，勵(lì)磁電流和磁通減小，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速隨即升高交流電機(jī)交流電機(jī)的分類:1、 異步電動(dòng)機(jī)：三相異步電機(jī)、單相異步電機(jī)。2、交流伺服電機(jī)：鼠籠轉(zhuǎn)子伺服電機(jī)、非磁性空心杯轉(zhuǎn)子伺服電機(jī)3、交流力矩電機(jī)4、同步電機(jī)：永磁式同步電機(jī)、磁滯式同步電機(jī)、磁阻式同步電機(jī)、電磁減速式同步電機(jī)。交流直線電機(jī)：同步式直線電機(jī)、異步式直線電機(jī)。三相異步電機(jī)的工作原理三相交流異步電機(jī)的定子鐵芯槽內(nèi)，嵌有相差120°電角度的三相繞組。三相交流電每相也相差120°電角度。當(dāng)繞組接通三相電源時(shí)，就在繞組中產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場，以n1的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，并以全速切割轉(zhuǎn)子，在轉(zhuǎn)子鼠籠中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，因?yàn)槭蠡\是閉合的

7、，此電勢形成電流，產(chǎn)生磁場，與定子的磁場作用開始旋轉(zhuǎn)、加速。 三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速永遠(yuǎn)低于旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速，使轉(zhuǎn)子和旋轉(zhuǎn)磁場間有相對運(yùn)動(dòng)，從而保證轉(zhuǎn)子的閉合導(dǎo)體切割磁力線，感生電流，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)速的差異是異步電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的必要條件。在額定情況下，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速一般比同步轉(zhuǎn)速低2-5%。三相異步電機(jī)的啟動(dòng) 三相籠型異步電機(jī)的啟動(dòng)：1、 直接啟動(dòng)2、 降壓啟動(dòng) ：1、 定子串電阻或電抗器的降壓啟動(dòng)2、 星三角啟動(dòng)3、 自耦變壓器啟動(dòng)4、 延邊三角形降壓啟動(dòng) Y-啟動(dòng)接線圖 延邊三角形減壓啟動(dòng)三相異步電機(jī)的調(diào)速1、 變極調(diào)速2、 變頻調(diào)速3、 變轉(zhuǎn)差率調(diào)速4、 調(diào)壓調(diào)速三相異步電機(jī)的制動(dòng)1、 能耗制動(dòng)2、

8、反接制動(dòng)3、 回饋制動(dòng)同步電機(jī)的基本類型按運(yùn)行方式和功率轉(zhuǎn)化方式分為：發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)和調(diào)相機(jī)按結(jié)構(gòu)形式分：旋轉(zhuǎn)電樞式和旋轉(zhuǎn)磁極式同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)同步電機(jī)的勵(lì)磁方式1、 直接勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁2、 靜止的交流整流勵(lì)磁系統(tǒng)3、 旋轉(zhuǎn)的交流整流勵(lì)磁系統(tǒng)4、 三次諧波勵(lì)磁同步電機(jī)的啟動(dòng)1、 把同步電機(jī)的勵(lì)磁繞組通過一個(gè)電阻短接。啟動(dòng)時(shí)勵(lì)磁繞組開路是很危險(xiǎn)的，因?yàn)閯?lì)磁繞組的匝數(shù)很多，定子旋轉(zhuǎn)磁場將在改繞組中感應(yīng)很高的電壓可能擊穿勵(lì)磁繞組的絕緣。2、 將同步電動(dòng)機(jī)的定子繞組接通三相交流電源。這時(shí)定子旋轉(zhuǎn)磁場將在阻尼繞組中感應(yīng)一電流，此電流與定子旋轉(zhuǎn)磁場相互作用而產(chǎn)生異步電磁轉(zhuǎn)矩，同步電動(dòng)機(jī)便作為異步電動(dòng)機(jī)而啟動(dòng)。3

9、、 當(dāng)同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到同步轉(zhuǎn)速的95%左右時(shí)，將勵(lì)磁繞組與直流電源接通給與直流勵(lì)磁。這時(shí)轉(zhuǎn)子上增加了一個(gè)頻率很低的交流轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子磁場與定子磁場之間的相互吸引力便能把轉(zhuǎn)子拉住，使它跟著定子旋轉(zhuǎn)磁場以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，即所謂牽入同步?？刂齐姍C(jī)直流伺服電機(jī)直流伺服電機(jī)的控制電源為直流電壓。根據(jù)其功能可分為普通型直流伺服電機(jī)、盤型電樞直流伺服電機(jī)、空心杯電樞直流伺服電機(jī)和無槽直流伺服電機(jī)交流伺服電機(jī) 交流伺服電機(jī)原理圖當(dāng)交流伺服電機(jī)的勵(lì)磁繞組接到勵(lì)磁電流Uf上，若控制繞組加上的控制電壓Uc為0V時(shí)，所產(chǎn)生的是脈振磁通勢，所建立的是脈振磁場，電機(jī)無啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩；當(dāng)控制繞組加上德爾控制電壓Uc><0V，且產(chǎn)生的 控制電流與勵(lì)磁電流的相位不同時(shí)，建立起橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場，于是產(chǎn)生啟動(dòng)力矩，電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)起來。如果電機(jī)參數(shù)與一般的單相異步電動(dòng)機(jī)一樣，那么當(dāng)控制信號消失時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速雖會(huì)下降些，但仍會(huì)繼續(xù)不斷地轉(zhuǎn)動(dòng)。交流伺服電機(jī)的控制方式交流伺服電機(jī)不僅需要控制啟動(dòng)和停止，而且需要控制轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向1、 幅值控制2、 相位控制3、 幅相控制步進(jìn)電機(jī)三相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)三相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意三相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)工作原理A 相通電，A 方向的磁通經(jīng)轉(zhuǎn)子形成閉合回路。若轉(zhuǎn)子和磁場軸線方向原有一定