電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)原理單元實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)

實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)：電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)原理

電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容

電動(dòng)機(jī)的基本原理

一、電動(dòng)機(jī)的分類（一）電動(dòng)機(jī)按工作電源種類劃分：可分為直流電機(jī)和交流電機(jī)。

直流電動(dòng)機(jī)按結(jié)構(gòu)及工作原理可劃分：無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)和有刷直流電動(dòng)機(jī)。有刷直流電動(dòng)機(jī)可劃分：永磁直流電動(dòng)機(jī)和電磁直流電動(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)。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)。（二）交流電機(jī)可分：同步電機(jī)和異步電機(jī)。

同步電機(jī)可劃分：永磁同步電動(dòng)機(jī)、磁阻同步電動(dòng)機(jī)和磁滯同步電動(dòng)機(jī)。異步電機(jī)可劃分：感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和交流換向器電動(dòng)機(jī)。感應(yīng)電動(dòng)機(jī)可劃分：三相異步電動(dòng)機(jī)、單相異步電動(dòng)機(jī)和罩極異步電動(dòng)機(jī)等。交流換向器電動(dòng)機(jī)可劃分：?jiǎn)蜗啻畡?lì)電動(dòng)機(jī)、交直流兩用電動(dòng)機(jī)和推斥電動(dòng)機(jī)。

二、直流電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)電機(jī)要實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量變換，電路和磁路之間必須有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。所以旋轉(zhuǎn)電機(jī)具備靜止的和旋轉(zhuǎn)的兩大部分。靜止和旋轉(zhuǎn)部分之間有一定大小的間隙，稱為氣隙。靜止的部分稱為定子，作用是產(chǎn)生磁場(chǎng)和作為電機(jī)的機(jī)械支撐。包括主磁極、換向極、機(jī)座、端蓋、軸承、電刷裝置等。旋轉(zhuǎn)部分稱為轉(zhuǎn)子或電樞，作用是感應(yīng)電勢(shì)實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。包括電樞鐵心，電樞繞組，換向器、軸和風(fēng)扇等。

(一)定子部分：1.主磁極：也稱為主極。作用是產(chǎn)生氣隙磁場(chǎng)。2.換向極：也稱為附加極或間極。作用是改善換向。裝在主極之間。3.機(jī)座：由鑄鋼或厚鋼板焊成。是電機(jī)的機(jī)械支撐。4.電刷裝置：將直流電壓、電流引入或引出的裝置。其組數(shù)與主極極數(shù)相等。

(二)轉(zhuǎn)子部分：1.電樞鐵心：主磁路的主要部分及嵌放電樞繞組，由硅鋼片迭壓而成。2.電樞繞組：由許多按一定規(guī)律聯(lián)接的線圈組成。用來(lái)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和通過(guò)電流，是電路的主要部分。3.換向器：由許多彼此絕緣的換向片構(gòu)成。

電機(jī)要實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量變換，電路和磁路之間必須有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。所以旋轉(zhuǎn)電機(jī)具備靜止的和旋轉(zhuǎn)的兩大部分。靜止和旋轉(zhuǎn)部分之間有一定大小的間隙，稱為氣隙。靜止的部分稱為定子，作用是產(chǎn)生磁場(chǎng)和作為電機(jī)的機(jī)械支撐。包括主磁極、換向極、機(jī)座、端蓋、軸承、電刷裝置等。旋轉(zhuǎn)部分稱為轉(zhuǎn)子或電樞，作用是感應(yīng)電勢(shì)實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。包括電樞鐵心，電樞繞組，換向器、軸和風(fēng)扇等。

(一)定子部分：1.主磁極：也稱為主極。作用是產(chǎn)生氣隙磁場(chǎng)。2.換向極：也稱為附加極或間極。作用是改善換向。裝在主極之間。3.機(jī)座：由鑄鋼或厚鋼板焊成。是電機(jī)的機(jī)械支撐。4.電刷裝置：將直流電壓、電流引入或引出的裝置。其組數(shù)與主極極數(shù)相等。

(二)轉(zhuǎn)子部分：1.電樞鐵心：主磁路的主要部分及嵌放電樞繞組，由硅鋼片迭壓而成。2.電樞繞組：由許多按一定規(guī)律聯(lián)接的線圈組成。用來(lái)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和通過(guò)電流，是電路的主要部分。3.換向器：由許多彼此絕緣的換向片構(gòu)成。

三、交流電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

電動(dòng)機(jī)由兩個(gè)基本部分組成。（一）定子1.機(jī)座：通常有鑄鐵或鑄鋼制成。作用是固定鐵芯和定子繞組，并以前后兩個(gè)端蓋支撐轉(zhuǎn)子軸，它的外表面鑄有散熱筋。

2.鐵芯：是電動(dòng)機(jī)的磁路部分，鐵芯固定在機(jī)座內(nèi)，有表面絕緣的硅鋼片曡壓而成，硅鋼片內(nèi)圓沖制有均勻的槽口，用于放置定子繞組。3.定子繞：是電動(dòng)機(jī)的電路部分。（二）轉(zhuǎn)子1.轉(zhuǎn)軸：作用輸出力矩。2.轉(zhuǎn)子鐵芯：是把相互絕緣的硅鋼片壓裝在轉(zhuǎn)子軸上的圓柱體，在硅鋼片的外圓上沖有均有的溝槽。供嵌轉(zhuǎn)子繞組用。稱為導(dǎo)向槽。3.轉(zhuǎn)子繞組：分兩種：一種是鼠籠式，另一種是繞線式。

四、直流電動(dòng)機(jī)的基本理論如圖，為直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)果原理圖，其中磁極SN就是定子，換向器EF連接的電樞線圈為轉(zhuǎn)子，兩個(gè)電刷AB外接直流電。1.電刷A、B連著換向片，換向片固定于轉(zhuǎn)軸上，隨電機(jī)軸一起旋轉(zhuǎn)，換向片之間及換向片與轉(zhuǎn)軸之間均互相絕緣，它們構(gòu)成的整體稱為換向器。電刷A、B在空間上固定不動(dòng)。在電機(jī)的兩電刷端加上直流電壓，由于電刷和換向器的作用將電能引入電樞線圈中，電流從電源正極到電刷B到電樞線圈左側(cè)到線圈右側(cè)再到電刷A流回電源負(fù)極，形成一個(gè)回路。

2.根據(jù)左手定則，左側(cè)線圈受到向上的安培力，右側(cè)線圈受到向下的里，線圈順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90°，如圖

3.線圈與磁場(chǎng)完全垂直后，安培力不再能使線圈轉(zhuǎn)動(dòng)，這種狀態(tài)叫做平衡狀態(tài)，但是由于線圈剛才的旋轉(zhuǎn)具有慣性，線圈還是能順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)很小的角度，這個(gè)很小的角度再次讓電刷左右換向器連接，此時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)的左側(cè)的線圈依然受到向上的安培力，右側(cè)收到向下的安培力，線圈再次順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，如圖

4.如此往復(fù)，保證了電動(dòng)機(jī)能連續(xù)地旋轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能以拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械，這就是直流電動(dòng)機(jī)的工作原理。5.如果只有一圈轉(zhuǎn)子，電動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程用慣性客服平衡狀態(tài)，會(huì)使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)速度不均勻，有時(shí)快有時(shí)慢，所以在實(shí)際的直流電動(dòng)機(jī)中，多是纏繞多個(gè)方向的線圈，如圖，所示。

6.而原理圖中的定子磁場(chǎng)也不是永磁鐵提供的永久磁場(chǎng)，而是在定子中纏繞線圈利用直流電形成的電磁場(chǎng)

五、交流電動(dòng)機(jī)的基本理論

三相電源相與相之間的電壓在相位上是相差120度的，當(dāng)在定子繞組中通入三相電源時(shí)，定子繞組就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，電流每變化一個(gè)周期，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在空間旋轉(zhuǎn)一周，即旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)速度與電流的變化是同步的。

當(dāng)三相交流電流通入三相定子繞組后，在定子腔內(nèi)便產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。轉(zhuǎn)動(dòng)前靜止不動(dòng)的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下，相當(dāng)于轉(zhuǎn)子導(dǎo)體相對(duì)地切割磁場(chǎng)的磁力線，從而在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中產(chǎn)生了感應(yīng)電流（電磁感應(yīng)原理）。這些帶感應(yīng)電流的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在磁場(chǎng)中便會(huì)發(fā)生運(yùn)動(dòng)（電流的力效應(yīng)－－電