直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)課件

第9章電機(jī)9.1直流電機(jī)9.2交流電機(jī)9.3控制電機(jī)9.4技能訓(xùn)練第9章電機(jī)19.1直流電機(jī)定義輸出或輸入為直流電能的旋轉(zhuǎn)電機(jī)稱為直流電機(jī)，它能實(shí)現(xiàn)直流電能和機(jī)械能互相轉(zhuǎn)換。直流電機(jī)可分為直流電動(dòng)機(jī)和直流發(fā)電機(jī)，直流發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，而直流電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。本節(jié)主要介紹直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)和分類，對(duì)其原理不作介紹。1、直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)

剖面圖正面圖9.1直流電機(jī)定義輸出或輸入為直流電能的旋轉(zhuǎn)電機(jī)稱2（1）定子主磁極：其作用是用來(lái)產(chǎn)生主磁場(chǎng)。換向極：其作用是用來(lái)改善電樞電流的換向性能，使電機(jī)運(yùn)行時(shí)電刷下不產(chǎn)生有害的火花。機(jī)座：機(jī)座分磁軛和底腳兩部分。磁軛的作用是用來(lái)固定主磁極和換向極，同時(shí)作為直流電機(jī)磁路的一部分。底腳的作用是將整個(gè)直流電機(jī)固定在地基上。端蓋：端蓋上有軸承，轉(zhuǎn)子在軸承中旋轉(zhuǎn)，端蓋固定在機(jī)座的兩端，使直流電機(jī)組成一個(gè)整體。電刷裝置：用來(lái)引入或引出直流電壓和直流電流。（1）定子主磁極：其作用是用來(lái)產(chǎn)生主磁場(chǎng)。3（2）轉(zhuǎn)子電樞鐵心：是主磁路的主要部分，同時(shí)用以嵌放電樞繞組。電樞繞組：作用是產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，是直流電機(jī)進(jìn)行能量變換的關(guān)鍵部件。換向器：又稱為整流子，對(duì)直流電動(dòng)機(jī)而言，換向器配以電刷，能將外加直流電源轉(zhuǎn)換為電樞繞組中的交變電流，使電磁轉(zhuǎn)矩的方向恒定不變。對(duì)直流發(fā)電機(jī)而言，換向器配以電刷，能將電樞繞組中感應(yīng)產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)轉(zhuǎn)換為正、負(fù)電刷上引出的直流電動(dòng)勢(shì)。換向器是由許多換向片組成的圓柱體，換向片之間用云母片絕緣。（2）轉(zhuǎn)子電樞鐵心：是主磁路的主要部分，同時(shí)用以嵌4直流電機(jī)種類很多，分類方法也各不相同。按結(jié)構(gòu)主要分為直流電動(dòng)機(jī)和直流發(fā)電機(jī)；按類型主要分為直流有刷電機(jī)和直流無(wú)刷電機(jī)。但通常是按勵(lì)磁方式來(lái)分類，因?yàn)閯?lì)磁方式不同，其特性也不同。（1）他勵(lì)直流電機(jī)（2）并勵(lì)直流電機(jī)（3）串勵(lì)直流電機(jī)（4）復(fù)勵(lì)直流電機(jī)不同勵(lì)磁方式的直流電機(jī)有著不同的特性。一般情況直流電動(dòng)機(jī)的主要?jiǎng)?lì)磁方式是并勵(lì)式、串勵(lì)式和復(fù)勵(lì)式，直流發(fā)電機(jī)的主要?jiǎng)?lì)磁方式是他勵(lì)式、并勵(lì)式和和復(fù)勵(lì)式。2、直流電機(jī)的分類

直流電機(jī)種類很多，分類方法也各不相同。按結(jié)構(gòu)主要分為59.2交流電機(jī)用于實(shí)現(xiàn)機(jī)械能和交流電能相互轉(zhuǎn)換的機(jī)械稱為交流電機(jī)。交流電機(jī)按功能通常分為交流發(fā)電機(jī)、交流電動(dòng)機(jī)和同步調(diào)相機(jī)幾大類，按品種分為同步電機(jī)、異步電機(jī)兩大類。無(wú)論哪一種交流電機(jī)都既可做發(fā)電機(jī)運(yùn)行，也可做電動(dòng)機(jī)運(yùn)行。同步電機(jī)具有效率高、過(guò)載能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但制造工藝復(fù)雜、啟動(dòng)困難、運(yùn)行維護(hù)復(fù)雜，所以多用于特殊場(chǎng)合，比如用做發(fā)電機(jī)或拖動(dòng)大負(fù)載等。異步電機(jī)具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、工作可靠、堅(jiān)固耐用、使用和維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，因此得到了廣泛的應(yīng)用。本節(jié)主要介紹三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、技術(shù)數(shù)據(jù)及選擇，對(duì)其工作原理不做介紹。9.2交流電機(jī)用于實(shí)現(xiàn)機(jī)械能和交流電能相互轉(zhuǎn)換的機(jī)械稱61、三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)1-定子；2-轉(zhuǎn)子；3-風(fēng)扇；4-罩殼；5-接線盒；6-端蓋1、三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)1-定子；2-轉(zhuǎn)子；3-風(fēng)扇；4-7定子是由定子鐵心、定子繞組和機(jī)座組成。機(jī)座用鑄鐵或鑄鋼制成，其作用是固定鐵心和繞組。定子鐵心由厚度為0.35~0.5mm的相互絕緣的硅鋼片疊加而成，以減小損耗。硅鋼片內(nèi)圓上有均勻分布的槽，其作用是嵌放對(duì)稱的三相繞組，對(duì)稱的三相定子繞組U1—U2、V1—V2、Wl—W2按一定規(guī)律嵌放在槽中。六個(gè)引線再引到機(jī)座外側(cè)的接線盒上，就可以根據(jù)三相電源電壓的不同，方便的接成星形或三角形。（1）定子三角形接法星形接法定子是由定子鐵心、定子繞組和機(jī)座組成。（1）8（2）轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子是由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸組成。轉(zhuǎn)子鐵心也是由厚度為0.35~0.5mm的相互絕緣的硅鋼片疊加而成，硅鋼片內(nèi)圓上有均勻分布的槽，其作用是嵌放轉(zhuǎn)子繞組，鐵心裝在轉(zhuǎn)軸上，軸上加機(jī)械負(fù)載。根據(jù)構(gòu)造上的不同，轉(zhuǎn)子可分為兩種形式：鼠籠式轉(zhuǎn)子和繞線式轉(zhuǎn)子。鼠籠式轉(zhuǎn)子的繞組做成鼠籠狀，就是指轉(zhuǎn)子鐵心的槽中放銅條，其兩端用端環(huán)連接?；蛘咴诓壑袧茶T鋁液，鑄成一鼠籠，這樣便可以用相對(duì)便宜的鋁代替銅，同時(shí)制造也快。鼠籠繞組鑄鋁轉(zhuǎn)子（2）轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子是由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸組成。鼠籠繞9繞線式轉(zhuǎn)子的繞組與定子繞組一樣，也是三相的，一般接成星形聯(lián)結(jié)。每相的始端連接在三個(gè)銅制的相互絕緣的滑環(huán)上，滑環(huán)固定在轉(zhuǎn)軸上。滑環(huán)上用彈簧壓著碳質(zhì)電刷，起動(dòng)電阻和調(diào)速電阻借助于電刷與滑環(huán)和轉(zhuǎn)子繞組相連接。繞線式轉(zhuǎn)子繞線式轉(zhuǎn)子的繞組與定子繞組一樣，也是三相的，一般接成星形102、三相異步電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)每臺(tái)電動(dòng)機(jī)的機(jī)座上都裝有一塊銘牌，銘牌上標(biāo)注著該電動(dòng)機(jī)的主要性能和技術(shù)數(shù)據(jù)，它是選擇電動(dòng)機(jī)的主要依據(jù)。以Y132M-4型電動(dòng)機(jī)為例，其銘牌數(shù)據(jù)包括型號(hào)、功率、頻率、電壓、電流、接法、轉(zhuǎn)速、絕緣等級(jí)、工作方式、功率因數(shù)、效率和重量等。機(jī)座長(zhǎng)度代號(hào)：S-短機(jī)座，M-中機(jī)座，L-長(zhǎng)機(jī)座。（1）型號(hào)2、三相異步電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)每臺(tái)電動(dòng)機(jī)的機(jī)座上都裝有一11異步電動(dòng)機(jī)的代號(hào)及其用途異步電動(dòng)機(jī)的代號(hào)及其用途12（2）電壓銘牌上所標(biāo)的電壓值是指電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)定子繞組上應(yīng)加的線電壓值。一般規(guī)定電動(dòng)機(jī)的電壓不應(yīng)高于或低于額定值的5%。若所加電壓較額定電壓高出許多，將使勵(lì)磁電流大大增加，從而使定子鐵心過(guò)熱。若所加電壓低于額定電壓時(shí)，會(huì)引起轉(zhuǎn)速下降，電流增加。如果在滿載或接近滿載的情況下，電流的增加將超過(guò)額定值，使繞組過(guò)熱。三相異步電動(dòng)機(jī)的額定電壓有380V、3000V及6000V等多種。銘牌上所標(biāo)的電流值是指電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)定子繞組的線電流值。當(dāng)電動(dòng)機(jī)空載時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速接近于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速，兩者之間相對(duì)轉(zhuǎn)速很小，所以轉(zhuǎn)子電流近似為零，這時(shí)定子電流幾乎全為建立旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的勵(lì)磁電流。當(dāng)輸出功率增大時(shí)，轉(zhuǎn)子電流和定子電流都隨著相應(yīng)增大。（3）電流（2）電壓銘牌上所標(biāo)的電壓值是指電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)定子13（4）功率和效率銘牌上所標(biāo)的功率值是指電動(dòng)機(jī)在規(guī)定的環(huán)境溫度下，在額定運(yùn)行時(shí)電極軸上輸出的機(jī)械功率值。電動(dòng)機(jī)從電源取用的功率稱為輸入功率，效率是輸出功率與輸入功率的比值，即。輸出功率與輸入功率不等，其差值等于電動(dòng)機(jī)本身的損耗功率，包括銅損、鐵損及機(jī)械損耗等，故效率。一般鼠籠式電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)的效率約為72%~93%。以Y132M-4型電動(dòng)機(jī)為例：輸入功率輸出功率效率（4）功率和效率銘牌上所標(biāo)的功率值是指電動(dòng)14（5）功率因數(shù)因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)是電感性負(fù)載，定子相電流比相電壓滯后一個(gè)角，cos就是電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)。三相異步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)較低，在額定負(fù)載時(shí)約為0.7~0.9，而在輕載和空載時(shí)更低，空載時(shí)只有0.2~0.3。選擇電動(dòng)機(jī)時(shí)應(yīng)注意其容量，防止“大馬拉小車”，并力求縮短空載時(shí)間。（6）轉(zhuǎn)速由于生產(chǎn)機(jī)械對(duì)轉(zhuǎn)速的要求不同，故需要生產(chǎn)不同磁極數(shù)的異步電動(dòng)機(jī)，因此有不同的轉(zhuǎn)速等級(jí)。轉(zhuǎn)速即電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，單位為轉(zhuǎn)/分，最常用的是四個(gè)級(jí)的（n0=1500r/min）。（5）功率因數(shù)因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)是電感性負(fù)載，定子相15（7）絕緣等級(jí)絕緣等級(jí)是按電動(dòng)機(jī)繞組所用的絕緣材料在使用時(shí)容許的極限溫度來(lái)分級(jí)的，所謂極限溫度是指電機(jī)絕緣結(jié)構(gòu)中最熱點(diǎn)的最高容許溫度。（8）工作方式異步電動(dòng)機(jī)的工作方式分八類，用字母S1~S8表示：S1表示連續(xù)工作方式，允許在額定情況下連續(xù)長(zhǎng)期運(yùn)行，如水泵、通風(fēng)機(jī)、機(jī)床等設(shè)備所用的異步電動(dòng)機(jī)。S2表示短時(shí)工作方式，是指電動(dòng)機(jī)工作時(shí)間短而停車時(shí)間長(zhǎng)的工作方式，如水壩閘門的啟閉，機(jī)床中尾架、橫梁的移動(dòng)和夾緊等。S3表示斷線周期性工作方式，其周期由一個(gè)額定負(fù)載時(shí)間和一個(gè)停止時(shí)間組成，如吊車、起重機(jī)等。（7）絕緣等級(jí)絕緣等級(jí)是按電動(dòng)機(jī)繞組所用的絕緣材料169.3控制電機(jī)在各種自動(dòng)控制系統(tǒng)和計(jì)算裝置中，廣泛使用許多具有特殊功能的小容量電價(jià)作為執(zhí)行、監(jiān)測(cè)和解算元件，這類電機(jī)統(tǒng)稱為控制電機(jī)，其主要功能是轉(zhuǎn)換和傳遞信號(hào)。根據(jù)在自動(dòng)控制系統(tǒng)中的作用，控制電機(jī)基本上可劃分為信號(hào)元件和功率元件兩大類。但凡用來(lái)轉(zhuǎn)換信號(hào)的都稱為信號(hào)元件，比如直流測(cè)速發(fā)電機(jī)、交流測(cè)速發(fā)電機(jī)、自整角電機(jī)和旋轉(zhuǎn)變壓器等；但凡把信號(hào)轉(zhuǎn)換成輸出功率或把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的都稱為功率元件，比如直流伺服電動(dòng)機(jī)、交流伺服電動(dòng)機(jī)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)（簡(jiǎn)稱步進(jìn)電機(jī)）、低速同步電動(dòng)機(jī)等。由于控制電機(jī)在自動(dòng)控制系統(tǒng)中的重要作用，所以除了要求控制電機(jī)體積小、重量輕、耗電少外，還必須具有高可靠性、高精度、快速響應(yīng)等特點(diǎn)。9.3控制電機(jī)在各種自動(dòng)控制系統(tǒng)和計(jì)算裝置171、伺服電動(dòng)機(jī)伺服電動(dòng)機(jī)又稱為執(zhí)行電動(dòng)機(jī)，在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，它作為執(zhí)行元件，具有服從控制信號(hào)的要求而動(dòng)作的職能。在訊號(hào)到來(lái)之前，轉(zhuǎn)子靜止不動(dòng)；訊號(hào)到來(lái)時(shí)，轉(zhuǎn)子立即轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)訊號(hào)消失時(shí)，轉(zhuǎn)子即能自行停轉(zhuǎn)。很顯然，它的作用是把輸入的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)軸上的角位移或角速度輸出。改變控制電壓的大小和方向，就可以改變伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)動(dòng)的方向。伺服電動(dòng)機(jī)按其使用電源性質(zhì)不同，可分為直流伺服電動(dòng)機(jī)和交流伺服電動(dòng)機(jī)兩大類。1、伺服電動(dòng)機(jī)伺服電動(dòng)機(jī)又稱為執(zhí)行電動(dòng)機(jī)，18（1）直流伺服電動(dòng)機(jī)直流伺服電動(dòng)機(jī)即用直流電信號(hào)控制的伺服電動(dòng)機(jī)，它實(shí)際上是一臺(tái)他勵(lì)式直流電動(dòng)機(jī)，其勵(lì)磁繞組由外施恒壓的直流電源勵(lì)磁或?yàn)橛来糯艠O。直流伺服電動(dòng)機(jī)可分為有刷和無(wú)刷電機(jī)。（2）交流伺服電動(dòng)機(jī)交流伺服電動(dòng)機(jī)主要由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成。定子的結(jié)構(gòu)與旋轉(zhuǎn)變壓器的定子基本相同，在定子鐵心中也安放著空間互成90度電角度的兩相繞組。轉(zhuǎn)子有兩種基本結(jié)構(gòu)形式：一種是籠形轉(zhuǎn)子，與普通異步電動(dòng)機(jī)的籠形轉(zhuǎn)子相似，只不過(guò)為了減少轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，在外形上做得細(xì)而長(zhǎng)；另一種是非磁性空心杯形轉(zhuǎn)子，此種轉(zhuǎn)子的空氣隙較大，所需勵(lì)磁電流較大，因而功率因數(shù)和效率都低。交流伺服電動(dòng)機(jī)屬于無(wú)刷電機(jī)，分同步和異步電機(jī)，目前運(yùn)動(dòng)控制中一般都用同步電機(jī)，它的功率范圍大，可以做到很大的功率。（1）直流伺服電動(dòng)機(jī)直流伺服電動(dòng)機(jī)即用直流電信號(hào)控192、步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蛑本€位移的控制電機(jī)。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的。可以通過(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的。同時(shí)可以通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。所以，步進(jìn)電機(jī)又稱為脈沖電動(dòng)機(jī)。步進(jìn)電機(jī)的工作過(guò)程2、步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蛑?0步進(jìn)電機(jī)和普通電機(jī)的區(qū)別主要就在于其脈沖驅(qū)動(dòng)的形式，正由于這個(gè)特點(diǎn)，步進(jìn)電機(jī)可以和現(xiàn)代數(shù)字控制技術(shù)相結(jié)合。在精度要求不是特別高的場(chǎng)合可以使用步進(jìn)電機(jī)，以發(fā)揮其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高和成本低的特點(diǎn)，目前步進(jìn)電機(jī)廣泛應(yīng)用在各種自動(dòng)化控制系統(tǒng)中。其最大的應(yīng)用是在數(shù)控機(jī)床的制造中，因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)不需要A/D轉(zhuǎn)換，能直接將數(shù)字脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化成角位移，所以被稱為理想的數(shù)控機(jī)床執(zhí)行元件。除了在數(shù)控機(jī)床上的應(yīng)用，同步電機(jī)也可以用在其他機(jī)械上，比如作為自動(dòng)送料機(jī)中的馬達(dá)、繪圖儀、自動(dòng)記錄儀、監(jiān)測(cè)儀表等。隨著微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，步進(jìn)電機(jī)的需求量與日俱增，在各個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域都有應(yīng)用。步進(jìn)電機(jī)和普通電機(jī)的區(qū)別主要就在于其脈沖驅(qū)動(dòng)的形式，21第9章電機(jī)9.1直流電機(jī)9.2交流電機(jī)9.3控制電機(jī)9.4技能訓(xùn)練第9章電機(jī)229.1直流電機(jī)定義輸出或輸入為直流電能的旋轉(zhuǎn)電機(jī)稱為直流電機(jī)，它能實(shí)現(xiàn)直流電能和機(jī)械能互相轉(zhuǎn)換。直流電機(jī)可分為直流電動(dòng)機(jī)和直流發(fā)電機(jī)，直流發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，而直流電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。本節(jié)主要介紹直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)和分類，對(duì)其原理不作介紹。1、直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)

剖面圖正面圖9.1直流電機(jī)定義輸出或輸入為直流電能的旋轉(zhuǎn)電機(jī)稱23（1）定子主磁極：其作用是用來(lái)產(chǎn)生主磁場(chǎng)。換向極：其作用是用來(lái)改善電樞電流的換向性能，使電機(jī)運(yùn)行時(shí)電刷下不產(chǎn)生有害的火花。機(jī)座：機(jī)座分磁軛和底腳兩部分。磁軛的作用是用來(lái)固定主磁極和換向極，同時(shí)作為直流電機(jī)磁路的一部分。底腳的作用是將整個(gè)直流電機(jī)固定在地基上。端蓋：端蓋上有軸承，轉(zhuǎn)子在軸承中旋轉(zhuǎn)，端蓋固定在機(jī)座的兩端，使直流電機(jī)組成一個(gè)整體。電刷裝置：用來(lái)引入或引出直流電壓和直流電流。（1）定子主磁極：其作用是用來(lái)產(chǎn)生主磁場(chǎng)。24（2）轉(zhuǎn)子電樞鐵心：是主磁路的主要部分，同時(shí)用以嵌放電樞繞組。電樞繞組：作用是產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，是直流電機(jī)進(jìn)行能量變換的關(guān)鍵部件。換向器：又稱為整流子，對(duì)直流電動(dòng)機(jī)而言，換向器配以電刷，能將外加直流電源轉(zhuǎn)換為電樞繞組中的交變電流，使電磁轉(zhuǎn)矩的方向恒定不變。對(duì)直流發(fā)電機(jī)而言，換向器配以電刷，能將電樞繞組中感應(yīng)產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)轉(zhuǎn)換為正、負(fù)電刷上引出的直流電動(dòng)勢(shì)。換向器是由許多換向片組成的圓柱體，換向片之間用云母片絕緣。（2）轉(zhuǎn)子電樞鐵心：是主磁路的主要部分，同時(shí)用以嵌25直流電機(jī)種類很多，分類方法也各不相同。按結(jié)構(gòu)主要分為直流電動(dòng)機(jī)和直流發(fā)電機(jī)；按類型主要分為直流有刷電機(jī)和直流無(wú)刷電機(jī)。但通常是按勵(lì)磁方式來(lái)分類，因?yàn)閯?lì)磁方式不同，其特性也不同。（1）他勵(lì)直流電機(jī)（2）并勵(lì)直流電機(jī)（3）串勵(lì)直流電機(jī)（4）復(fù)勵(lì)直流電機(jī)不同勵(lì)磁方式的直流電機(jī)有著不同的特性。一般情況直流電動(dòng)機(jī)的主要?jiǎng)?lì)磁方式是并勵(lì)式、串勵(lì)式和復(fù)勵(lì)式，直流發(fā)電機(jī)的主要?jiǎng)?lì)磁方式是他勵(lì)式、并勵(lì)式和和復(fù)勵(lì)式。2、直流電機(jī)的分類

直流電機(jī)種類很多，分類方法也各不相同。按結(jié)構(gòu)主要分為269.2交流電機(jī)用于實(shí)現(xiàn)機(jī)械能和交流電能相互轉(zhuǎn)換的機(jī)械稱為交流電機(jī)。交流電機(jī)按功能通常分為交流發(fā)電機(jī)、交流電動(dòng)機(jī)和同步調(diào)相機(jī)幾大類，按品種分為同步電機(jī)、異步電機(jī)兩大類。無(wú)論哪一種交流電機(jī)都既可做發(fā)電機(jī)運(yùn)行，也可做電動(dòng)機(jī)運(yùn)行。同步電機(jī)具有效率高、過(guò)載能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但制造工藝復(fù)雜、啟動(dòng)困難、運(yùn)行維護(hù)復(fù)雜，所以多用于特殊場(chǎng)合，比如用做發(fā)電機(jī)或拖動(dòng)大負(fù)載等。異步電機(jī)具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、工作可靠、堅(jiān)固耐用、使用和維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，因此得到了廣泛的應(yīng)用。本節(jié)主要介紹三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、技術(shù)數(shù)據(jù)及選擇，對(duì)其工作原理不做介紹。9.2交流電機(jī)用于實(shí)現(xiàn)機(jī)械能和交流電能相互轉(zhuǎn)換的機(jī)械稱271、三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)1-定子；2-轉(zhuǎn)子；3-風(fēng)扇；4-罩殼；5-接線盒；6-端蓋1、三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)1-定子；2-轉(zhuǎn)子；3-風(fēng)扇；4-28定子是由定子鐵心、定子繞組和機(jī)座組成。機(jī)座用鑄鐵或鑄鋼制成，其作用是固定鐵心和繞組。定子鐵心由厚度為0.35~0.5mm的相互絕緣的硅鋼片疊加而成，以減小損耗。硅鋼片內(nèi)圓上有均勻分布的槽，其作用是嵌放對(duì)稱的三相繞組，對(duì)稱的三相定子繞組U1—U2、V1—V2、Wl—W2按一定規(guī)律嵌放在槽中。六個(gè)引線再引到機(jī)座外側(cè)的接線盒上，就可以根據(jù)三相電源電壓的不同，方便的接成星形或三角形。（1）定子三角形接法星形接法定子是由定子鐵心、定子繞組和機(jī)座組成。（1）29（2）轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子是由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸組成。轉(zhuǎn)子鐵心也是由厚度為0.35~0.5mm的相互絕緣的硅鋼片疊加而成，硅鋼片內(nèi)圓上有均勻分布的槽，其作用是嵌放轉(zhuǎn)子繞組，鐵心裝在轉(zhuǎn)軸上，軸上加機(jī)械負(fù)載。根據(jù)構(gòu)造上的不同，轉(zhuǎn)子可分為兩種形式：鼠籠式轉(zhuǎn)子和繞線式轉(zhuǎn)子。鼠籠式轉(zhuǎn)子的繞組做成鼠籠狀，就是指轉(zhuǎn)子鐵心的槽中放銅條，其兩端用端環(huán)連接?；蛘咴诓壑袧茶T鋁液，鑄成一鼠籠，這樣便可以用相對(duì)便宜的鋁代替銅，同時(shí)制造也快。鼠籠繞組鑄鋁轉(zhuǎn)子（2）轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子是由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸組成。鼠籠繞30繞線式轉(zhuǎn)子的繞組與定子繞組一樣，也是三相的，一般接成星形聯(lián)結(jié)。每相的始端連接在三個(gè)銅制的相互絕緣的滑環(huán)上，滑環(huán)固定在轉(zhuǎn)軸上?；h(huán)上用彈簧壓著碳質(zhì)電刷，起動(dòng)電阻和調(diào)速電阻借助于電刷與滑環(huán)和轉(zhuǎn)子繞組相連接。繞線式轉(zhuǎn)子繞線式轉(zhuǎn)子的繞組與定子繞組一樣，也是三相的，一般接成星形312、三相異步電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)每臺(tái)電動(dòng)機(jī)的機(jī)座上都裝有一塊銘牌，銘牌上標(biāo)注著該電動(dòng)機(jī)的主要性能和技術(shù)數(shù)據(jù)，它是選擇電動(dòng)機(jī)的主要依據(jù)。以Y132M-4型電動(dòng)機(jī)為例，其銘牌數(shù)據(jù)包括型號(hào)、功率、頻率、電壓、電流、接法、轉(zhuǎn)速、絕緣等級(jí)、工作方式、功率因數(shù)、效率和重量等。機(jī)座長(zhǎng)度代號(hào)：S-短機(jī)座，M-中機(jī)座，L-長(zhǎng)機(jī)座。（1）型號(hào)2、三相異步電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)每臺(tái)電動(dòng)機(jī)的機(jī)座上都裝有一32異步電動(dòng)機(jī)的代號(hào)及其用途異步電動(dòng)機(jī)的代號(hào)及其用途33（2）電壓銘牌上所標(biāo)的電壓值是指電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)定子繞組上應(yīng)加的線電壓值。一般規(guī)定電動(dòng)機(jī)的電壓不應(yīng)高于或低于額定值的5%。若所加電壓較額定電壓高出許多，將使勵(lì)磁電流大大增加，從而使定子鐵心過(guò)熱。若所加電壓低于額定電壓時(shí)，會(huì)引起轉(zhuǎn)速下降，電流增加。如果在滿載或接近滿載的情況下，電流的增加將超過(guò)額定值，使繞組過(guò)熱。三相異步電動(dòng)機(jī)的額定電壓有380V、3000V及6000V等多種。銘牌上所標(biāo)的電流值是指電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)定子繞組的線電流值。當(dāng)電動(dòng)機(jī)空載時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速接近于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速，兩者之間相對(duì)轉(zhuǎn)速很小，所以轉(zhuǎn)子電流近似為零，這時(shí)定子電流幾乎全為建立旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的勵(lì)磁電流。當(dāng)輸出功率增大時(shí)，轉(zhuǎn)子電流和定子電流都隨著相應(yīng)增大。（3）電流（2）電壓銘牌上所標(biāo)的電壓值是指電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)定子34（4）功率和效率銘牌上所標(biāo)的功率值是指電動(dòng)機(jī)在規(guī)定的環(huán)境溫度下，在額定運(yùn)行時(shí)電極軸上輸出的機(jī)械功率值。電動(dòng)機(jī)從電源取用的功率稱為輸入功率，效率是輸出功率與輸入功率的比值，即。輸出功率與輸入功率不等，其差值等于電動(dòng)機(jī)本身的損耗功率，包括銅損、鐵損及機(jī)械損耗等，故效率。一般鼠籠式電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)的效率約為72%~93%。以Y132M-4型電動(dòng)機(jī)為例：輸入功率輸出功率效率（4）功率和效率銘牌上所標(biāo)的功率值是指電動(dòng)35（5）功率因數(shù)因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)是電感性負(fù)載，定子相電流比相電壓滯后一個(gè)角，cos就是電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)。三相異步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)較低，在額定負(fù)載時(shí)約為0.7~0.9，而在輕載和空載時(shí)更低，空載時(shí)只有0.2~0.3。選擇電動(dòng)機(jī)時(shí)應(yīng)注意其容量，防止“大馬拉小車”，并力求縮短空載時(shí)間。（6）轉(zhuǎn)速由于生產(chǎn)機(jī)械對(duì)轉(zhuǎn)速的要求不同，故需要生產(chǎn)不同磁極數(shù)的異步電動(dòng)機(jī)，因此有不同的轉(zhuǎn)速等級(jí)。轉(zhuǎn)速即電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，單位為轉(zhuǎn)/分，最常用的是四個(gè)級(jí)的（n0=1500r/min）。（5）功率因數(shù)因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)是電感性負(fù)載，定子相36（7）絕緣等級(jí)絕緣等級(jí)是按電動(dòng)機(jī)繞組所用的絕緣材料在使用時(shí)容許的極限溫度來(lái)分級(jí)的，所謂極限溫度是指電機(jī)絕緣結(jié)構(gòu)中最熱點(diǎn)的最高容許溫度。（8）工作方式異步電動(dòng)機(jī)的工作方式分八類，用字母S1~S8表示：S1表示連續(xù)工作方式，允許在額定情況下連續(xù)長(zhǎng)期運(yùn)行，如水泵、通風(fēng)機(jī)、機(jī)床等設(shè)備所用的異步電動(dòng)機(jī)。S2表示短時(shí)工作方式，是指電動(dòng)機(jī)工作時(shí)間短而停車時(shí)間長(zhǎng)的工作方式，如水壩閘門的啟閉，機(jī)床中尾架、橫梁的移動(dòng)和夾緊等。S3表示斷線周期性工作方式，其周期由一個(gè)額定負(fù)載時(shí)間和一個(gè)停止時(shí)間組成，如吊車、起重機(jī)等。（7）絕緣等級(jí)絕緣等級(jí)是按電動(dòng)機(jī)繞組所用的絕緣材料379.3控制電機(jī)在各種自動(dòng)控制系統(tǒng)和計(jì)算裝置中，廣泛使用許多具有特殊功能的小容量電價(jià)作為執(zhí)行、監(jiān)測(cè)和解算元件，這類電機(jī)統(tǒng)稱為控制電機(jī)，其主要功能是轉(zhuǎn)換和傳遞信號(hào)。根據(jù)在自動(dòng)控制系統(tǒng)中的作用，控制電機(jī)基本上可劃分為信號(hào)元件和功率元件兩大類。但凡用來(lái)轉(zhuǎn)換信號(hào)的都稱為信號(hào)元件，比如直流測(cè)速發(fā)電機(jī)、交流測(cè)速發(fā)電機(jī)、自整角電機(jī)和旋轉(zhuǎn)變壓器等；但凡把信號(hào)轉(zhuǎn)換成輸出功率或把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的都稱為功率元件，比如直流伺服電動(dòng)機(jī)、交流伺服電動(dòng)機(jī)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)（簡(jiǎn)稱步進(jìn)電機(jī)）、低速同步電動(dòng)機(jī)等。由于控制電機(jī)在自動(dòng)控制系統(tǒng)中的重要作用，所以除了要求控制電機(jī)體積小、重量輕、耗電少外，還必須具有高可靠性、高精度、快速響應(yīng)等特點(diǎn)。9.3控制電機(jī)在各種自動(dòng)控制系統(tǒng)和計(jì)算裝置381、伺服電動(dòng)機(jī)伺服電動(dòng)機(jī)又稱為執(zhí)行電動(dòng)機(jī)，在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，它作為執(zhí)行元件，具有服從控制信號(hào)的要求而動(dòng)作的職能。在訊號(hào)到來(lái)之前，轉(zhuǎn)子靜止不動(dòng)；訊號(hào)到來(lái)時(shí)，轉(zhuǎn)子立即轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)訊號(hào)消失時(shí)，轉(zhuǎn)子即能自行停轉(zhuǎn)。很顯然，它的作用是把輸入的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)軸上的角位移或角速度輸出。改變控制電壓的大小和方向，就可以改變伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)動(dòng)的方向。伺服電動(dòng)機(jī)按其使用電源性質(zhì)不同，可分