《電動(dòng)機(jī)的幾個(gè)概念》課件

電動(dòng)機(jī)的幾個(gè)概念什么是電動(dòng)機(jī)能量轉(zhuǎn)換電動(dòng)機(jī)是一種將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的裝置。磁場(chǎng)作用電動(dòng)機(jī)的工作原理是利用磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力。旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過(guò)磁場(chǎng)力的作用，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)的組成電動(dòng)機(jī)主要由定子和轉(zhuǎn)子組成。定子是固定不動(dòng)的部分，通常由磁場(chǎng)產(chǎn)生的電磁鐵構(gòu)成。轉(zhuǎn)子是旋轉(zhuǎn)的部分，由繞組和軸承構(gòu)成。轉(zhuǎn)子和定子之間存在著氣隙，氣隙的大小會(huì)影響電動(dòng)機(jī)的性能。除了定子和轉(zhuǎn)子外，電動(dòng)機(jī)還包含一些輔助部件，例如：軸承：支撐轉(zhuǎn)子，減少摩擦冷卻系統(tǒng)：散熱，防止電動(dòng)機(jī)過(guò)熱接線盒：連接外部電源保護(hù)裝置：防止電動(dòng)機(jī)過(guò)載、短路等故障電動(dòng)機(jī)的工作原理1電磁感應(yīng)電流產(chǎn)生磁場(chǎng)2磁場(chǎng)相互作用磁場(chǎng)相互吸引或排斥3旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的分類直流電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)以直流電為電源，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)速性能好等特點(diǎn)。交流電動(dòng)機(jī)交流電動(dòng)機(jī)以交流電為電源，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率高、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。直流電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)是一種利用直流電產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的電機(jī)。直流電動(dòng)機(jī)內(nèi)部通常包含一個(gè)電樞和一個(gè)定子，電樞由繞組構(gòu)成，定子產(chǎn)生磁場(chǎng)。當(dāng)直流電流通過(guò)電樞繞組時(shí)，電樞會(huì)受到磁場(chǎng)力的作用而旋轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動(dòng)機(jī)械設(shè)備。交流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)交流電動(dòng)機(jī)通常由定子和轉(zhuǎn)子組成。定子是靜止部分，包含繞組產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。轉(zhuǎn)子是旋轉(zhuǎn)部分，可以是鼠籠式或繞線式，通過(guò)磁場(chǎng)感應(yīng)或電磁力驅(qū)動(dòng)。工作原理交流電動(dòng)機(jī)的工作原理是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象。定子繞組通入交流電產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體，產(chǎn)生感應(yīng)電流。感應(yīng)電流與磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生電磁力，推動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。同步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)同步電動(dòng)機(jī)由定子和轉(zhuǎn)子組成，定子是磁場(chǎng)產(chǎn)生部分，轉(zhuǎn)子是旋轉(zhuǎn)部分。原理轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)與定子磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)速度，通常用于需要恒定速度的應(yīng)用。異步電動(dòng)機(jī)工作原理異步電動(dòng)機(jī)的工作原理是基于電磁感應(yīng)原理。當(dāng)定子繞組通電時(shí)，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子繞組，在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流。感應(yīng)電流在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生磁場(chǎng)，與定子磁場(chǎng)相互作用，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。特點(diǎn)異步電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、維護(hù)方便、成本低等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械設(shè)備中。單相異步電動(dòng)機(jī)1結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單僅需一個(gè)繞組，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)便，成本低廉。2應(yīng)用廣泛廣泛應(yīng)用于家用電器，如洗衣機(jī)、冰箱、空調(diào)等。3啟動(dòng)方式多樣可采用電容啟動(dòng)、電容運(yùn)行、陰影極啟動(dòng)等多種啟動(dòng)方式。三相異步電動(dòng)機(jī)三相異步電動(dòng)機(jī)廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理是基于電磁感應(yīng)，轉(zhuǎn)子繞組通過(guò)電磁感應(yīng)產(chǎn)生電流，并與定子磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。三相異步電動(dòng)機(jī)通常采用籠型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，具有較高的效率和功率因數(shù)。電動(dòng)機(jī)的基本參數(shù)額定功率電動(dòng)機(jī)在額定工況下所能輸出的最大機(jī)械功率。額定電壓電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)所需的電壓。額定電流電動(dòng)機(jī)在額定工況下所消耗的電流。額定功率100千瓦表示電機(jī)在額定狀態(tài)下輸出的機(jī)械功率。1500轉(zhuǎn)速電機(jī)在額定負(fù)載下運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速，單位為轉(zhuǎn)/分鐘(rpm)。額定電壓定義電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)允許施加的電壓?jiǎn)挝环?V)重要性過(guò)高或過(guò)低的電壓會(huì)影響電動(dòng)機(jī)的性能和壽命額定電流額定電流是指電動(dòng)機(jī)在額定工作條件下允許通過(guò)的電流。電流過(guò)大會(huì)導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)過(guò)熱，甚至燒毀。電流過(guò)小則會(huì)影響電動(dòng)機(jī)的輸出功率。額定轉(zhuǎn)速定義電機(jī)在額定負(fù)載下穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速。單位轉(zhuǎn)/分鐘(rpm)影響因素電機(jī)類型、負(fù)載、電源頻率等。效率80%高效率意味著更少的能量損失，更低的運(yùn)行成本。20%低效率意味著更多的能量浪費(fèi)，更高的運(yùn)行成本。功率因數(shù)優(yōu)良良好一般功率因數(shù)表示交流電路中，用電設(shè)備的有功功率與視在功率之比。功率因數(shù)越高，表示用電設(shè)備的效率越高，節(jié)能效果越好。電動(dòng)機(jī)的損耗銅損電流在繞組中流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的熱量損失。鐵損磁場(chǎng)在鐵芯中產(chǎn)生的渦流和磁滯損耗。機(jī)械損耗摩擦和風(fēng)阻產(chǎn)生的能量損失。附加損耗其他因素導(dǎo)致的能量損失，例如刷子摩擦和電氣絕緣損耗。銅損電阻熱損電流在繞組中流動(dòng)時(shí)，由于繞組本身的電阻，會(huì)產(chǎn)生熱量，這種損耗稱為銅損。電流平方關(guān)系銅損的大小與電流的平方成正比，因此，減小電流可以有效降低銅損。鐵損磁滯損耗由于磁芯材料的磁滯現(xiàn)象，在交變磁場(chǎng)中磁化時(shí)，磁芯材料會(huì)產(chǎn)生熱量。渦流損耗由于磁芯材料導(dǎo)電性，在交變磁場(chǎng)中會(huì)產(chǎn)生渦流，消耗能量并產(chǎn)生熱量。機(jī)械損耗機(jī)械損耗主要包括軸承摩擦、風(fēng)摩阻力等。齒輪傳動(dòng)過(guò)程中的摩擦損耗也會(huì)造成機(jī)械損耗。機(jī)械損耗會(huì)導(dǎo)致電機(jī)溫度升高，影響電機(jī)效率和壽命。附加損耗1風(fēng)損電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子與空氣摩擦產(chǎn)生的能量損失。2機(jī)械損耗軸承摩擦、齒輪摩擦等機(jī)械部件運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的能量損失。3其他損耗如電刷接觸電阻、磁場(chǎng)泄漏等產(chǎn)生的能量損失。電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)1直接啟動(dòng)最簡(jiǎn)單，直接接通電源啟動(dòng)2減壓?jiǎn)?dòng)降低啟動(dòng)電壓，減小啟動(dòng)電流3自耦變壓器啟動(dòng)利用自耦變壓器改變電壓直接啟動(dòng)簡(jiǎn)單易行直接將電動(dòng)機(jī)接入電源，啟動(dòng)速度快，操作簡(jiǎn)單。啟動(dòng)電流大啟動(dòng)電流是額定電流的5-7倍，容易造成電源電壓下降，影響其他設(shè)備運(yùn)行。減壓?jiǎn)?dòng)原理減壓?jiǎn)?dòng)是指在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，降低其啟動(dòng)電壓，從而減小啟動(dòng)電流，減輕對(duì)電網(wǎng)的沖擊。方法常用的減壓?jiǎn)?dòng)方法有：自耦變壓器啟動(dòng)、電抗器啟動(dòng)、電阻啟動(dòng)等。自耦變壓器啟動(dòng)1原理自耦變壓器啟動(dòng)利用自耦變壓器降低電機(jī)啟動(dòng)電壓，減小啟動(dòng)電流，從而減輕電機(jī)啟動(dòng)對(duì)電網(wǎng)的沖擊。2優(yōu)點(diǎn)啟動(dòng)電流較小，對(duì)電網(wǎng)沖擊較輕，適用于大功率電動(dòng)機(jī)。3缺點(diǎn)需要額外的自耦變壓器，成本較高。電動(dòng)機(jī)的調(diào)速調(diào)整輸入電壓通過(guò)改變電源電壓來(lái)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，適用于直流電機(jī)或交流電機(jī)。改變極對(duì)數(shù)改變電機(jī)定子繞組的連接方式，改變磁極數(shù)，從而改變轉(zhuǎn)速，適用于交流異步電機(jī)。改變轉(zhuǎn)子電阻增加轉(zhuǎn)子電阻，可以降低轉(zhuǎn)速，適用于交流異步電機(jī)。調(diào)整輸入電壓降低電壓降低電壓，可以減小電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。這對(duì)于需要低速運(yùn)行的場(chǎng)合，比如一些機(jī)械設(shè)備的啟動(dòng)階段，非常有用。升高電壓升高電壓，可以提高電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。這對(duì)于一些需要高速運(yùn)行的場(chǎng)合，比如一些風(fēng)機(jī)，泵等設(shè)備，非常有用。改變極對(duì)數(shù)極對(duì)數(shù)少轉(zhuǎn)速高極對(duì)數(shù)多轉(zhuǎn)速低