最終電機(jī)課件課件

1、電電 機(jī)機(jī) 學(xué)學(xué)1.1 概述一、電機(jī)的定義n廣義：q實(shí)施電能生產(chǎn)、傳輸、使用和電能特性變換的機(jī)械和裝置。n狹義： q電機(jī)是基于電磁感應(yīng)定律、電磁力定律（能進(jìn)行電磁感應(yīng)），由電路和磁路所構(gòu)成，能進(jìn)行機(jī)電能量轉(zhuǎn)換或信號(hào)變換的電磁機(jī)械裝置。二、電機(jī)的主要類型n發(fā)電機(jī)將機(jī)械功率轉(zhuǎn)換為電能 n電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械功率n變壓（流、頻、相位）器將電能轉(zhuǎn)換為另一種形式的電能 n控制電機(jī)電氣機(jī)械系統(tǒng)中調(diào)節(jié)、放大和控制作用 據(jù)能量轉(zhuǎn)換分據(jù)學(xué)科分電機(jī)電機(jī)靜止的電氣設(shè)備靜止的電氣設(shè)備變壓器變壓器旋轉(zhuǎn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)電機(jī)交流電機(jī)交流電機(jī)直流電機(jī)直流電機(jī)直流發(fā)電機(jī)直流發(fā)電機(jī)直流電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)同步電機(jī)同步電機(jī)異步電機(jī)異步電機(jī)同

2、步發(fā)電機(jī)同步發(fā)電機(jī)同步電動(dòng)機(jī)同步電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī)異步發(fā)電機(jī)異步發(fā)電機(jī)實(shí)物圖使用中的變壓器使用中的變壓器水輪發(fā)電機(jī)水輪發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)汽輪發(fā)電機(jī)組汽輪發(fā)電機(jī)組三、電機(jī)中所用材料n電電路導(dǎo)電材料及絕緣材料 n導(dǎo)電材料：紫銅、鋁線n絕緣材料：聚脂漆、云母片q按耐熱能力高低分六個(gè)等級(jí)nA105 E120 nB130 F155nH180 C1802、磁磁路導(dǎo)磁材料硅鋼片、鑄鋼等n導(dǎo)磁材料：鐵磁材料n3、力結(jié)構(gòu)材料鑄鋼、鑄鐵、鋼板等四、電機(jī)作用和地位n電能生產(chǎn)由同步發(fā)電機(jī)生產(chǎn)；n高壓輸電由升壓變壓器將發(fā)電機(jī)發(fā)出的電壓升高到輸電電壓再輸送；n降壓用電由降壓變壓器將輸來(lái)的高壓電降為所需低電壓，供給

3、用電設(shè)備；n生產(chǎn)機(jī)械的拖動(dòng)由各種電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)；n控制系統(tǒng)中的信號(hào)轉(zhuǎn)換由各種控制電機(jī)完成。我國(guó)老牌電機(jī)廠：我國(guó)老牌電機(jī)廠：哈爾濱電機(jī)廠哈爾濱電機(jī)廠上海電機(jī)廠上海電機(jī)廠四川：四川：德陽(yáng)德陽(yáng) 東方電機(jī)廠東方電機(jī)廠 請(qǐng)觀察電力系統(tǒng)示意圖，找到系統(tǒng)中使用的電機(jī)？請(qǐng)觀察電力系統(tǒng)示意圖，找到系統(tǒng)中使用的電機(jī)？2電機(jī)的近代發(fā)展及趨勢(shì)n單機(jī)容量不斷增加q如汽輪發(fā)電機(jī)：n中小型電機(jī)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不斷改進(jìn)q新的設(shè)計(jì)方法（CAD）、工藝、材料、測(cè)試手段n應(yīng)用范圍擴(kuò)大19005MVA1956水內(nèi)冷 208MVA192025MVA1960320MVA1937空氣冷卻100MVA目前1000MVA 氫氣冷卻150MVA2.1

4、 交流異步電機(jī)n 作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的異步電機(jī)。因其轉(zhuǎn)子繞組電流是感應(yīng)產(chǎn)生的，又稱感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。異步電動(dòng)機(jī)是各類電動(dòng)機(jī)中應(yīng)用最廣、需要量最大的一種。各國(guó)的以電為動(dòng)力的機(jī)械中，約有90左右為異步電動(dòng)機(jī)，其中小型異步電動(dòng)機(jī)約占70以上。在電力系統(tǒng)的總負(fù)荷中，異步電動(dòng)機(jī)的用電量占相當(dāng)大的比重。 n 三相異步電動(dòng)機(jī)由定子（不動(dòng)部件）、轉(zhuǎn)子（旋轉(zhuǎn)部件）及氣隙組成。2.2 基本結(jié)構(gòu)1.三相異步電動(dòng)機(jī)的定子n三相異步電動(dòng)機(jī)的定子由機(jī)座、端蓋、定子鐵心和定子繞組幾個(gè)主要部分組成。 n機(jī)座、端蓋組成電機(jī)的外殼。機(jī)座主要用來(lái)固定和支撐定子鐵心；中、小型電機(jī)的端蓋可支撐轉(zhuǎn)子，保護(hù)定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組端部。鐵心和機(jī)座定子鐵心和

5、定子槽形狀n轉(zhuǎn)子槽形如圖63所示。 定子槽形如圖64所示。定子鐵心和繞組2.三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子n異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸三個(gè)主要部分構(gòu)成。 轉(zhuǎn)子槽形如圖66所示。n根據(jù)轉(zhuǎn)子繞組的不同，三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子分為鼠籠式和繞線式轉(zhuǎn)子兩大類。（1）籠型轉(zhuǎn)子 籠型繞組是自閉的。（2）繞線轉(zhuǎn)子 繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組也是三相繞組。轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子照片3.氣隙n 異步電動(dòng)機(jī)的定、轉(zhuǎn)子之間存在有氣隙。中、小型電機(jī)的氣隙通常為0.21.5mm。 n 異步電動(dòng)機(jī)按保護(hù)形式的不同分為四種結(jié)構(gòu)形式:p開啟式；p防護(hù)式；p封閉式；p防爆式。n 異步電動(dòng)機(jī)按冷卻方式的不同分為兩類結(jié)構(gòu)形式:p外部冷卻(介

6、質(zhì)只與鐵心、繞組、機(jī)殼的外表面接觸);p內(nèi)部冷卻(介質(zhì)在空心導(dǎo)線內(nèi)部通過(guò),直接帶走熱量)。2.3 異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)形式2.4 電機(jī)的安裝方式n電機(jī)的安裝方式分為臥式和立式。臥式電機(jī)安裝后轉(zhuǎn)軸為水平方向,立式電機(jī)的轉(zhuǎn)軸為垂直方向。一般情況下用臥式的居多。:,:,機(jī)座:由鑄鐵或鑄鋼鑄成,用于支承定子鐵心定子繞組轉(zhuǎn)子定子 鐵心:由相互絕緣的硅鋼片疊制而成,用于集磁和裝放定子繞組繞組:銅線制成,三個(gè)繞組互成120 ,用于通入三相對(duì)稱交流電以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)三相籠型異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子鐵心:由相互絕緣的硅鋼片疊制固定在轉(zhuǎn)子軸上,用于集磁和裝放轉(zhuǎn)子導(dǎo)體轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)子導(dǎo)體 多用鋁鑄成 用于切割磁力線,通過(guò)感應(yīng)電流和產(chǎn)生電

7、磁力轉(zhuǎn)軸 由優(yōu)質(zhì)碳鋼制成 用于支承轉(zhuǎn)子鐵心并使其作定軸旋轉(zhuǎn)和輸出機(jī)械轉(zhuǎn)矩異步交流電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)n異步交流電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修方便、運(yùn)行可靠的特點(diǎn)，與同容量的其他電動(dòng)機(jī)比重量輕、成本低、價(jià)格便宜，因此得到廣泛的應(yīng)用。由于時(shí)間關(guān)系，我們只學(xué)習(xí)三相籠型異步電動(dòng)機(jī)。n一臺(tái)三相籠型轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖如圖61所示，籠型轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)拆散形狀如圖62所示。2.5 主要產(chǎn)品系列介紹三相異步電動(dòng)機(jī)的型號(hào)說(shuō)明如下： Y100L12n其中Y是產(chǎn)品代號(hào),表示三相異步電動(dòng)機(jī);n100表示機(jī)座中心高為100mm;nL表示機(jī)座長(zhǎng)度代號(hào)，意思是長(zhǎng)機(jī)座（M為中機(jī)座；S為短機(jī)座）；n1.表示鐵心長(zhǎng)度代號(hào)；n2.表示電機(jī)的極數(shù)

8、。2.6 異步電動(dòng)機(jī)的額定值（1）額定功率PN 指額定運(yùn)行時(shí)電機(jī)的輸出功率 （單位kW） （2）額定電壓 UN 額定運(yùn)行時(shí)定子的線電壓 （單位 V）（3）額定電流IN 額定運(yùn)行時(shí)定子的線電流 （單位A）（4）額定頻率fN 指額定運(yùn)行時(shí)電樞的頻率 （單位Hz） 一般指工業(yè)電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)頻率50Hz。（5）額定轉(zhuǎn)速nN 額定運(yùn)行時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)速 （單位rmin）n通常額定轉(zhuǎn)速比同步轉(zhuǎn)速低2%6%。 二極電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速為2950r/min左右； 四極電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速為1450r/min左右。 n另外銘牌上還有功率因數(shù)cos 、絕緣等級(jí)、定子繞組相數(shù)、接法、工作方式、防護(hù)等級(jí)等。異步電動(dòng)機(jī)銘牌電動(dòng)機(jī)的絕緣等級(jí)和允

9、許溫升 n絕緣材料是電機(jī)中最為薄弱的環(huán)節(jié)。絕緣材料尤其容易受到高溫的影響而加速老化并損壞。不同的絕緣材料耐熱性能有區(qū)別，采用不同絕緣材料的電氣設(shè)備其耐受高溫的能力就有不同。因此一般的電氣設(shè)備都規(guī)定其工作的最高溫度。n電動(dòng)機(jī)的絕緣等級(jí)是指其所用絕緣材料的耐熱等級(jí)，分Y、A、E、B、F、H、C級(jí)。允許溫升是指電動(dòng)機(jī)的溫度與周圍環(huán)境溫度相比升高的限度。n絕緣等級(jí) Y級(jí) A級(jí) E級(jí) B級(jí) F級(jí) H級(jí) C級(jí)極限溫度（） 90 105 120 130 155 180 180以上n電機(jī)的絕緣等級(jí)決定于它所采用的絕緣材料的耐熱等級(jí)。若一臺(tái)電機(jī)主要部件的絕緣結(jié)構(gòu)采用不同耐熱等級(jí)的絕緣材料，其絕緣等級(jí)按絕緣材料的

10、最低耐熱等級(jí)考核。電動(dòng)機(jī)的外殼防護(hù)等級(jí) 第一位數(shù)字:表征防固體進(jìn)入性能簡(jiǎn) 述 第2位數(shù)字:表征防液體進(jìn)入性能簡(jiǎn) 述0 無(wú)防護(hù)電機(jī)0無(wú)防護(hù)電機(jī)1防護(hù)50mm 固體的電機(jī)1防滴電機(jī)2防護(hù)12mm固體的電機(jī)215防滴電機(jī)3防護(hù)2.5mm固體的電機(jī)3防淋水電機(jī)4防護(hù)1mm固體的電機(jī)4防濺水電機(jī)5 防塵的電機(jī)5防噴水電機(jī)6防海浪電機(jī)7防浸水電機(jī)8潛水電機(jī)n如: IP44電機(jī)的工作制n工作制（也叫定額）：電動(dòng)機(jī)的工作方式。 有S1S10共十類，常用的是S1S3這三類。 pS1為連續(xù)工作制；pS2為短時(shí)工作制(運(yùn)行與停歇交替進(jìn)行，運(yùn)行時(shí)間短，停歇時(shí)間也不是很長(zhǎng)) ；pS3為斷續(xù)周期工作制(運(yùn)行與停歇交替進(jìn)行，運(yùn)