電機基本原理和結(jié)構(gòu)

1、電機基本原理和結(jié)構(gòu)第1頁，共31頁，2022年，5月20日，5點29分，星期五什么是電機電機是一種能量轉(zhuǎn)換器，把機械能轉(zhuǎn)換成電能的就稱之為發(fā)電機,反之,把電能轉(zhuǎn)換成機械能的稱之為電動機。本公司生產(chǎn)的電機是將電能轉(zhuǎn)換成機械能的電動機。第2頁，共31頁，2022年，5月20日，5點29分，星期五電機簡單分類按照大小分：大型電機，中型電機，小型電機，微型電機。小型以及微型電機有時又稱爲分馬力電機。按照工作原理分：同步電機，異步電機，直流電機等。按照電源驅(qū)動分類：三相交流電機，單相交流電機，直流電機，交直流兩用電機（又稱通用電機）按照電機使用領(lǐng)域來分：驅(qū)動電機和控制電機等等。第3頁，共31頁，2022

2、年，5月20日，5點29分，星期五電機簡單分類（續(xù)）本公司生產(chǎn)的電機主要有三類永磁直流電機 （D系列）串激式交直流兩用電機（U系列以及衍生的V系列）感應(yīng)電機（S系列和I系列）全部屬於小型和微型驅(qū)動類型單向電機。第4頁，共31頁，2022年，5月20日，5點29分，星期五電機旋轉(zhuǎn)的原理電機旋轉(zhuǎn)原理基于 電磁力定律 電磁感應(yīng)定律。第5頁，共31頁，2022年，5月20日，5點29分，星期五電機旋轉(zhuǎn)的原理-續(xù)1電磁力定律：當電流通過磁場中的導體時，導體會受到電磁力的作用而移動，移動的方向可由左手法則來判定。磁力線指向手心，伸直四指指向電流方向，垂直的拇指指向電磁力方向。第6頁，共31頁，2022年，

3、5月20日，5點29分，星期五電機旋轉(zhuǎn)的原理-續(xù)2電磁感應(yīng)定律：在磁場中，導體做切割磁力線運動時，導體內(nèi)會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，該電勢的方向由右手法則確定。手心迎著磁通，垂直的拇指指向?qū)Ь€運動方向，平行四指指向感應(yīng)電勢方向。第7頁，共31頁，2022年，5月20日，5點29分，星期五電機結(jié)構(gòu)三大部分機械結(jié)構(gòu)：旋轉(zhuǎn)及支撐電磁系統(tǒng)：導電及能量轉(zhuǎn)換絕緣系統(tǒng)：分隔導電部分和不導電部分第8頁，共31頁，2022年，5月20日，5點29分，星期五機械結(jié)構(gòu)電機機械結(jié)構(gòu)的基本組成主要由定子，轉(zhuǎn)子，前、后罩(端蓋)及通風冷卻系統(tǒng)組成。電機靜止部分稱為定子,轉(zhuǎn)動部分稱為轉(zhuǎn)子,在定子和轉(zhuǎn)子之間的空隙叫氣隙。氣隙很小但磁場

4、能量主要集中在氣隙內(nèi)。第9頁，共31頁，2022年，5月20日，5點29分，星期五機械結(jié)構(gòu)-續(xù)1氣隙對電機性能影響較大，氣隙小，可減少電機勵磁安匝及損耗。但氣隙過小，氣隙諧波磁場增大，電機雜散損耗及電磁噪音增加；同時，過小的氣隙，會由于機械和電磁的原因，對運行可靠性帶來一定影響。第10頁，共31頁，2022年，5月20日，5點29分，星期五機械結(jié)構(gòu)-續(xù)2定子 - 由定子鐵芯和繞組組成,作用是產(chǎn)生勵磁磁通,導磁及支撐前后罩。轉(zhuǎn)子 - 由轉(zhuǎn)子鐵芯，軸，電樞繞組及換向器組成，其作用是保證并產(chǎn)生連續(xù)的電磁力矩，通過軸輸出機械能。第11頁，共31頁，2022年，5月20日，5點29分，星期五機械結(jié)構(gòu)-續(xù)

5、3前、后罩 - 擔負著支承轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)和固定轉(zhuǎn)子與定子的裝配關(guān)系的作用。其結(jié)構(gòu)和尺寸要根據(jù)通風系統(tǒng)，繞組對地絕緣，軸承結(jié)構(gòu)，碳刷和碳刷盒安裝等因素綜合設(shè)計，同時要考慮強度和剛度。第12頁，共31頁，2022年，5月20日，5點29分，星期五機械結(jié)構(gòu)-續(xù)4電機的通風冷卻系統(tǒng)電機在運行過程中必然會有一部分能量轉(zhuǎn)化成熱能熱能又會使電機的溫度上升當溫度上升到一定程度就會發(fā)生絕緣破壞繞組以及換向器碳刷燒壞等一系列問題導致電機的損壞。通風冷卻系統(tǒng)，主要包括風路和風扇。應(yīng)使電機的發(fā)熱和散熱協(xié)調(diào)平衡，有足夠的冷卻氣流通過電機。 第13頁，共31頁，2022年，5月20日，5點29分，星期五電磁系統(tǒng)電磁系統(tǒng)主要包括

6、定轉(zhuǎn)子繞組，以及外圍的驅(qū)動控制綫路，包括EMC限波線路等。電氣部分還包括產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)換過程的定轉(zhuǎn)子芯片。第14頁，共31頁，2022年，5月20日，5點29分，星期五絕緣系統(tǒng)絕緣就是防止電流向不希望的方向流動及隔離導電和不導電的部分（如導線和鐵心）或隔離不同電位的導體（如匝間層間等）。絕緣材料一般指電阻系數(shù)在 109cm以上的材料。經(jīng)驗表明，在電機出現(xiàn)的事故中，多數(shù)是由于絕緣破壞造成的，正確選用絕緣材料是電機設(shè)計中重要的一環(huán)。絕緣系統(tǒng)：所有絕緣材料聚合在一起所產(chǎn)生的一個完整的獨立的體系。第15頁，共31頁，2022年，5月20日，5點29分，星期五永磁直流電機基本結(jié)構(gòu)中:定子組件英:Stator

7、 Assembly代號:STA中:轉(zhuǎn)子組件英:Rotor Assembly代號:AMA中:罩組件英:Bracket Assembly代號:BKA第16頁，共31頁，2022年，5月20日，5點29分，星期五永磁直流電機永磁直流電動機由磁石建立恒定激磁磁場，通過碳刷和換向器的換向作用實現(xiàn)外部電路的直流電與電樞繞組內(nèi)部交流電之間的轉(zhuǎn)換借助靜止氣隙磁場實現(xiàn)電樞繞組中交流電與轉(zhuǎn)軸上恆定力矩的相互變換從而使電機旋轉(zhuǎn)起來。第17頁，共31頁，2022年，5月20日，5點29分，星期五交直流兩用電機電機基本結(jié)構(gòu)中:定子組件英:Stator Assembly代號:STA中:轉(zhuǎn)子組件英:Rotor Assemb

8、ly代號:AMA中:罩組件英:Bracket Assembly代號:BKA第18頁，共31頁，2022年，5月20日，5點29分，星期五交直流兩用電機這種電機與永磁直流電機的原理很接近只是交直流兩用電機的激磁磁場由定子鐵心和套在它上面的激磁繞組（定子線圈）建立。激磁繞組與電樞繞組串聯(lián)，激磁電流與電樞電流相同激磁磁場和電樞電流的方向同時隨電源極性的改變而改變作用在轉(zhuǎn)子上的電磁轉(zhuǎn)矩和方向始終不便從而實現(xiàn)交直流兩用。第19頁，共31頁，2022年，5月20日，5點29分，星期五激磁磁場和電樞電流的方向同時隨電源極性的改變而改變。交直流兩用電機-續(xù)1第20頁，共31頁，2022年，5月20日，5點29

9、分，星期五電機測試測功曲線當扭力矩為：1.0kg.cm 時，轉(zhuǎn)速為：12000rpm， 電流為：2.4A，輸入功率為：270W， 輸出功率為：120W，效率為：46%。第21頁，共31頁，2022年，5月20日，5點29分，星期五中:定子組件英:Stator Assembly代號:STA中:鑄鋁轉(zhuǎn)子組件英:Cast Rotor Assembly代號:CRA中:罩組件英:Bracket Assembly代號:BKA感應(yīng)電機基本結(jié)構(gòu)第22頁，共31頁，2022年，5月20日，5點29分，星期五感應(yīng)電動機基本原理定子由鐵心和嵌在槽內(nèi)的繞組組成，其功能是產(chǎn)生激磁磁勢，并在氣隙中形成旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)子由鐵心和

10、鼠籠導條組成，鼠籠導條就是轉(zhuǎn)子繞組的導體，其功能是當它切割氣隙旋轉(zhuǎn)磁場時產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，電流和電磁轉(zhuǎn)矩，實現(xiàn)電能和機械能的轉(zhuǎn)換。第23頁，共31頁，2022年，5月20日，5點29分，星期五感應(yīng)電動機基本原理-續(xù)1由於有旋轉(zhuǎn)的磁場,在轉(zhuǎn)子導體中產(chǎn)生了感應(yīng)電流,而載流導體(就是鑄鋁轉(zhuǎn)子導條)在磁場中又受到電磁力的作用,於是使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。第24頁，共31頁，2022年，5月20日，5點29分，星期五電機測試測功曲線當扭力矩為：300g.cm 時，轉(zhuǎn)速為：3050rpm， 電流為：0.084A，輸入功率為：45W， 輸出功率為：9.5W，效率為：20%。第25頁，共31頁，2022年，5月20日，5點

11、29分，星期五噪音測試顯示不同頻率下的噪音值，總噪音之可看此處。電機測試-續(xù)第26頁，共31頁，2022年，5月20日，5點29分，星期五絕緣系統(tǒng)-絕緣材料 絕緣材料在電機結(jié)構(gòu)與制造中占有極重要的地位這是由于實際采用的大部分絕緣材料為有機材料耐熱性和壽命遠比導線鐵心等低很多。因此絕緣材料直接影響并決定著電機允許溫升和使用壽命。另一方面絕緣材料是電機所用材料中比較貴重的材料之一所以又直接影響著電機的質(zhì)量和成本。 第27頁，共31頁，2022年，5月20日，5點29分，星期五絕緣系統(tǒng)絕緣結(jié)構(gòu)整臺電機的各種絕緣材料在耐熱等級，電氣和機械性能等方面互相適應(yīng)的結(jié)構(gòu)組成就叫絕緣結(jié)構(gòu)。功能良好的絕緣結(jié)構(gòu)并不等于絕緣材料的隨意組合而要在絕緣材料基本性能和工藝性能通過后，還必須進行絕緣結(jié)構(gòu)的功能性模擬試驗。本公司的絕緣結(jié)構(gòu)文件：E182655第28頁，共31頁，2022年，5月20日，5點29分，星期五絕緣系統(tǒng)-絕緣等級 按照耐熱程度的不同將絕緣材料分成不同的等級就叫絕緣等級。