电机分类,结构和原理

1、电机知识学习总结1 基本知识介绍直流、单相交流、三相交流 交流下有“同步和异步”的区别同步异步指的是转子转速与定子旋转磁场转速是同步（相同）还是异步（滞后） 因而只有交流能产生旋转磁场，只有交流电机有同步异步的概念。同步电机原理：靠“磁场总是沿着磁路最短的方向上走”实现转子磁极与定 子旋转磁场磁极逐一对应，转子磁极转速与旋转磁场转速相同。 特点：同步电机 无论作为电动机还是发电机使用，其转速与交流电频率之间将严格不变。同步电机转 速恒定，不受负载变化影响。异步电机原理：靠感应来实现运动，定子旋转磁场切割鼠笼，使鼠笼产生感 应电流，感应电流受力使转子旋转。转子转速与定子旋转磁场转速必须有转速差才

2、能 形成磁场切割鼠笼，产生感应电流。区别：（ 1）同步电机可以发出无功功率，也可以吸收；只能吸收无功。 （2）同步 电机的转速与交流工频 50Hz电源同步，即2极电机3000转、4极1500、6极1000等。 异步电机的转速则稍微滞后，即 2极 2880、4极1440、6极 960等。（3）同步电动机 的电流在相位上是超前于电压的，即同步电动机是一个容性负载。同步电动机可以用 以改进供电系统的功率因素。同步电机无法直接启动：刚通电一瞬间，通入直流电的转子励磁绕组是静止的， 转子磁极静止；定子磁场立即具有高速。假设此瞬间正好定子磁极与转子磁极一一对 应吸引，在定子磁极在极短的时间内旋转半周的时间

3、之内，会对转子产生吸引力，半 周之后将会产生排斥力。由于转子有转动惯量，转子不会转动起来，而是在接近于 0 的速度下左右震动。因此同步电机需要鼠笼绕组启动。转速差使其产生感应电流，而 感应电流具有减小转速差的特性（四根金属棒搭成井形，内部磁场变密会减小面积， 变疏会增加面积，阻止其变化趋势） ，因而会使转子转动起来，直到感应电流与转速差 平衡（没有电流就不会有力，因而不会消除转速差，猜测与旋转阻力有关） 。 永磁、电磁、感磁（构成定子、转子）永磁永磁铁电磁通电线圈感磁无电闭合绕组、鼠笼 永磁和电磁大多数情况下可以互换，感磁需要有旋转磁场的场合才能用，在三相 同步电机中经常作为启动与电磁 /永磁

4、共用于转子。有刷无刷 电机有刷和无刷对电机结构影响很大，刷指的是转子通电时的电刷换向器、或者 滑环。2 电机分类直流（1）结构：转子 1绕组（没有旋转磁场不能用感磁，永磁不能换向也不能用） 定子永磁 / 电磁（串励、并励、他励、复励）（2）启动： 通电就能动。（电枢绕组如果只有 1 圈会有死点，十字交叉 2圈以上就没有了。）（3）换向： 永磁改变定子电流方向；他励改变定子或转子电流方向；串励、并励、复励改变 转子绕组接线方式。（4）调速： 调节转子电压；他励还可以调节定子电压。（5）特点： 定子上安装有固定的主磁极和电刷，转子上安装有电枢绕组和换向器。由于电刷 和换向器的存在， 有刷电机的结构

5、复杂， 可靠性差，故障多，维护工作量大， 寿命短， 换向火花易产生电磁干扰。直流无刷电机（1）结构： 转子鼠笼 / 永磁/鼠笼嵌入永磁（由于无刷不能电磁） 定子 3绕组（形成旋转磁场） ，传感器（检测转子位置用于驱动器控制）（2）原理：驱动器直流 -驱动器 -三相可变频交变矩形电波（正弦形是伺服电机） -定子 旋转磁场。与三相鼠笼异步电动机类似。（3）启动： 驱动器 EN 接地打开。（4）换向： 驱动器 F/R 接地打开。（5）调速： 旋转调速电位器。（6）特点： 铁氧体永磁无刷直流电动机以廉价见长， 且性能良好，广泛用于 家用电器、汽车、 玩具、电动工具 等领域。用稀土永磁材料作磁极制的稀土

6、永磁无刷直流电动机，体积 小且性能更好，但价格昂贵，主要用于航天、计算机、井下仪器等。单相交流 单相交流串励电机（有刷）（1）结构： 转子 1绕组 定子 1绕组 转子绕组与定子绕组通过电刷串励。 （感觉原理上并励也通，但是没有搜到相关资料）（2）原理：由于定子和转子串联，在电源正半周期，定子磁场与转子电流产生转矩； 电源负半周期，由于定子磁场和转子电流同时改变方向，因此转矩方向不变。当转子 旋转半个周期以后，由于电刷改变转子接入电路方向，使得转矩依然不变。ria（3）启动:通电就能动。220M（4）换向：改变定子或者转子线圈的接法。（5）调速:调压调速。单相串激电机顺逆控制（6）特点：单相串励

7、电动机属于单相交流俗称串励电机或通用电机（Universal Motor国外叫法，感觉是因为交直流通用而得名），因电枢绕组和励磁绕组串联在一起工作而得名。 单相串励电动机又叫做交直流两用串励电动机，它既可以使用交流电源工作，也可以 使用直流电源工作。它的优点是由于它转速高、起动力矩大、体积小、重量轻、不容 易堵转、适用电压范围很广，可以用调压的方法来调速，简单且易于实现。因而在电 动工具中得到广泛的应用。单相串励电机的结构同直流串励电机十分相似，主要的区 别在于单相串励电机的定子铁心必须由硅钢片叠压而成，而直流的磁极既可以由叠压 而成，又可以做成整体结构。单相交流异步电机（电容分相）（无刷）（

8、单相交流没有搜到有同步电机但感觉原理上存在）（1）结构：转子一一鼠笼定子一一1绕组（运行绕组）+1 （带电容）绕组（启动绕组）（2）原理：单相交流电机定子绕组接成单极或者多极都不能形成旋转磁场，几个磁极大小和 方向同时变化，合成一起以后，就是一维变化的磁场，因而需要启动绕组串接电容， 使得相位滞后90度，这样便能形成旋转磁场。当电机启动以后，转子旋转周期与定子 磁场一维交变周期相同，相当于直流电机的换向，因而能够持续转动。（3）启动（电容分相）：第一种，起动绕组参与运行工作，运转速率大致保持定值。主要应用于电风扇，空调风扇电动机，洗衣机等电机。第二种，起动绕组不参与运行工作，起动后离心开关断开

9、起动绕组，而电动机以 运行绕组线圈继续动作。第三种，起动绕组串连大容量电容起动，起动后串联小容量电容运行。电机静止 时离心开关是接通的，给电后起动电容参与起动工作，当转子转速达到额定值的70%至80%寸离心开关便会自动跳开，起动电容完成任务，并被断开。而运行电容串接到起 动绕组参与运行工作。这种接法一般用在空气压缩机，切割机，木工机床等负载大而 不稳定的地方。（4）换向：只有单相可逆电机能换向。 1、单相电动机有两组线圈，有一个公共端，一个运行 端，一个启动端，电容接在运行端和启动端之间。电源接在公共端和运行端时，电机 正转；电源接在公共端和启动端时，电机反转；只有运行线圈和启动线圈截面积一样

10、 的单相可逆电机， 才能正反转， 否则反转不能带负荷。 2、交流单相 220V 双电容电机。 3、你最好测一下看看主副绕组的电阻看看是否一样。如果一样可以实现正反转如果不 一样就不行了。参照洗衣机电机接线。 （洗衣机电机的两个绕组参数是 1 样的）。（5）调速：调速方法：1 、串电抗器调速 ： 将电抗器与电动机串联，利用电抗器上产生的压降使加到电机上的电压低于电源 电压，从而达到降低电动机转速的目的。此种调速方法，只能是由电机的往低调。多 用在吊扇及台扇上。2 、电动机绕组内部抽头调速 ： 通过改变中间绕组与启动绕组及工作绕组的接线方法，从而达到改变电动机内部 的大小，达到调节电动机转速的目的

11、。有 L型和T型两种接法。3 、交流晶闸管调速： 利用改变晶闸管的导通角，来实现调节加在上的的大小，从而达到调速的目的。此方 法可以实现，缺点是有一些电磁干扰。常用于电风扇的调速上。4 ，。5 ，。（比如二极变四极，六极八极）（6）特点：一般运行绕组直流电阻为几欧姆， 而起动绕组的直流电阻为十几欧姆到几十欧姆。 单相交流罩极电机（猜测：此方法为加电感分相启动） （无刷）（1）结构：转子鼠笼（笼型斜槽铸铝）定子 1 绕组（运行绕组） +1组短路环（位于铁芯上，电感分相）（2）原理：在解放以前， 电风扇用这种电动机很普遍。 它定子有两个线圈磁极， 中间是转子， 线圈中间的硅钢片，有 1/4 的硅钢

12、片被短路环短路，由于短路环对磁场有阻碍作用， 所以在同一个磁极上产生了两种不同的磁场，产生了交变磁场，电动机就可以转起来 了。这种电动机工艺简单，运转稳定，但由于短路环发热原因要额外消耗电能，所以 已经基本淘汰。（3）启动（电感分相）：通电就转。（4）换向：无法换向。（5）调速：调压调速？(6) 特点：它根据定子外形结构的不同，又分为凸极式罩极电动机隐极式罩极电动机。电阻分相式电机(此方法为同为加电感分相启动)(无刷)(1) 结构：转子一一鼠笼定子一一1大绕组+1小绕组(2) 原理：电阻分相式电动机简称分相式电动机。为了使这种电动机主绕组的和副绕组中的 在时间上有相位差，一般主绕组由较粗截面的

13、导线绕制，且主绕组匝数较多，嵌在定 子槽的外层；畐9绕组由较细截面的导线绕制，匝数较少，嵌在定子槽的内层。因此， 主绕组的电阻值小，感抗值大；而副绕组的电阻值大，感抗值小。当合闸启动电机时， 主副绕组同时通电，产生启动电磁转矩，电机启动。启动完以后。由继电器开关断开 副绕组回路，电机便由主绕组工作。这类电机的副绕组与主绕组在空间成90°电角度正交放置。(3)启动(电感分相)：通电就转。(4) 换向：改变定子主或辅绕组接入方向换向？(5) 调速:无法调速。(6) 特点：无。三相交流电机(1) 结构：转子：鼠笼定子：3绕组(2) 原理：三相异步电机(Triple-phase asynch

14、ronous moto)是的一种，同时接入三相(相位 差120度)形成旋转磁场，鼠笼产生感应电流，进而运动。靠感应来实现运动，定子 旋转磁场切割鼠笼，使鼠笼产生感应电流，感应电流受力使转子旋转。转子转速与定 子旋转磁场转速必须有转速差才能形成磁场切割鼠笼，产生感应电流。(3) 启动:星三角启动、降压启动。(4) 换向：交换定子三相中任意两个接头的接线。(5) 调速：时60A 丿.调速困难。览、=L r/mmp(6) 特点：由于三相异步电动机的转子与定子旋转磁场以相同的方向、不同的转速旋转，存 在转差率，所以叫三相异步电动机。三相异步电动机的转速低于旋转的转速，因与磁场间存在着相对运动而产生和电

15、流，并与磁场相互作用产生，实现能量变换。 与相比，三相异步电动机运行性能好，并可节省各种材料。按转子结构的不同, 三相可分为笼式和绕线式两种。 价格便宜，得到了广泛的应用，（1）结构：转子：3绕组+3个滑环定子：3绕组（2）原理：与三相异步电机相同。（3）启动:1）转子串电阻调速启动；4）转子串水电阻调速启动；（4）换向： 交换定子三相中任意两个接头的接线。（5）调速: 同启动。（6）特点：笼式转子的异步电动机结构简单、运行可靠、重量轻、 其主要缺点是调速困难。wJi1-1:2）转子串频敏变阻器调速启动;5）转子串变频调速启动；3）转子串极调速启动;绕线式三相异步电动机的转子和一样也设置了三相

16、并通过滑环、与外部变阻器连 接。调节变阻器电阻可以改善电动机的起动性能（启动电流小）和调节电动机的转速, 适合启动时间较长、频繁启动的场所。绕线式异步电动机的使用，一般是在一些需要 较大启动转矩的场合，比如吊车（起重机）磨球机、破碎机等。控制：在实际应用中，笼形异步电机通常可以通过降压来进行启动，例如自耦变 压器降压、星-三角降压、延边三角形和串电阻。绕线式异步电机的能效略低于笼形异 步电机，还有三相异步电机可以采用改变磁极对数的方式来改变电机的转速。（1）结构：转子：1）永磁+鼠笼（无滑环）；2） 1直流励磁绕组+鼠笼（有滑环） 定子：3绕组（2）原理：靠“磁场总是沿着磁路最短的方向上走”实现转子磁极与定子旋转磁场磁极逐一 对应，转子磁极转速与旋转磁场转速相同。（3）启动:同步电机无法直接启动，需要有鼠笼部分才能启动，且启动后鼠笼内无感应电流： 刚通电一瞬间，通入直流电的转子励磁绕组是静止的，转子磁极静止；定子磁场立即 具有高速。假设此瞬间正好定子磁极与转子磁极一一对应吸引，在定子磁极在极短的 时间内旋转半周的时间之内，会对转子产生吸引力，半周之后将会产生排斥力。由于 转子有转动惯量，转子不会转动起