电动机和发电机的工作原理

通交流电的导线本身也产生磁场，此时在另一磁场（导线所在的）中导致两个磁场相互作用产生力的作用，从而运动起来。电动机的作用是将电能转换为机械能。电动机分为交流电动机和直流电动机两大类。（一）交流电动机及其控制交流电动机分为异步电动机和同步电动机两类。异步电动机按照定子相数的不同分为单项异步电动机、两相异步电动机和三相异步电动机。三相异步电动机结构简单，运行可靠，成本低廉等优点，广泛应用于工农业生产中。三相异步电动机的基本结构三相异步电动机的构造也分为两部分：定子与转子。（1） 定子：定子是电动机固定部分，作用是用来产生旋转磁场。它主要由定子铁心、定子绕组和机座组成。（2） 转子：转子是重点掌握的部分，转子有两种，鼠笼式与绕线式。掌握他们各自的特点与区别。鼠笼式用于中小功率（100k以下）的电动机，他的结构简单，工作可靠，使用维护方便。绕线式可以改善启动性能和调节转速，定子与转子之间的气隙大小，会影响电动机的性能，一般气隙厚度为0.2-1.5mm之间。掌握定子绕组的接线方法。三相异步电动机的工作原理掌握公式n1=60f/P、S=（n1-n）/n1、n=（1-S）60f/P，同时明白它们的意义（很重要），要能够灵活运用这些公式，进行计算。同时记住:通常电动机在额定负载下的转差率SN约为0.01-0.06。书上的例题要重点掌握。三相异步电动机铭牌上的数据（1） 型号：掌握书上的例子。（2） 额定值：一般了解，掌握额定频率和额定转速，我国的频率为50赫兹。（3） 连接方法：有Y型和角型。（4） 绝缘等级和温升：掌握允许温升的定义。（5） 工作方式：一般了解。三相异步电动机的机械特性掌握额定转矩、最大转矩与启动转矩的关系。书上的公式要掌握并能灵活运用进行计算。同时记住以下内容：（1） 在等速转动时，电动机的转矩必须和阻转矩相平衡。（2） 当负载转矩增大时，最初瞬间电动机的转矩T（3） 一般三相异步电动机的过载系数是1.8-2.2.（4） 电动机刚启动时n=0,s=1.三相异步电动机的起动（1） 直接起动启动时转差率为1，转子中感应电动势很大，转子电流也很大。当电动机在额定电压下启动时，称为直接启动，直接启动的电流约为额定电流的5-7倍。一般来说，额定功率为7.5kw以下的小容量异步电动机可直接起动。直接起动控制线路所用电器包括组合开关、按钮、交流接触器中间继电器、热继电器及熔断器。掌握它们各自的特点，同时掌握熔断器熔丝额定电流的计算。直接起动控制电路：掌握其控制原理。（2） 鼠笼式异步电动机的降压起动。掌握星型-角型起动和自耦变压器降压起动的工作原理（3） 绕线式三相异步电动机的起动一般了解。三相异步电动机的正反转控制一般了解三相异步电动机的调速该部分较重要，要对公式理解。改变电动机的转速有三种可能，即改变频率、改变绕组的磁极对数或改变转差率。同步电动机（1） 同步电动机的构造要与异步电动机进行对比区分。（客观题）（2） 同步电动机的工作原理了解同步电动机的转速是恒定的，不随负载而变化。同步电动机的转速是不能调节的。（二）1、 直流电动机的工作原理一般了解2、 直流电动机的构造分为两部分：定子与转子。记住定子与转子都是由那几部分构成的，注意：不要把换向极与换向器弄混淆了，记住他们两个的作用。定子包括：主磁极，机座，换向极，电刷装置等。转子包括：电枢铁芯，电枢绕组，换向器，轴和风扇等。3、 直流电动机的励磁方式直流电动机的性能与它的励磁方式密切相关，通常直流电动机的励磁方式有4种：直流他励电动机、直流并励电动机、直流串励电动机和直流复励电动机。掌握4种方式各自的特点：直流他励电动机：励磁绕组与电枢没有电的联系，励磁电路是由另外直流电源供给的。因此励磁电流不受电枢端电压或电枢电流的影响。直流并励电动机：并励绕组两端电压就是电枢两端电压，但是励磁绕组用细导线绕成，其匝数很多，因此具有较大的电阻，使得通过他的励磁电流较小。直流串励电动机：励磁绕组是和电枢串联的，所以这种电动机内磁场随着电枢电流的改变有显著的变化。为了使励磁绕组中不致引起大的损耗和电压降，励磁绕组的电阻越小越好，所以直流串励电动机通常用较粗的导线绕成，他的匝数较少。直流复励电动机：电动机的磁通由两个绕组内的励磁电流产生。4、 直流电动机的技术数据重点掌握额定效率与额定温升。额定效率二输出功率/输入功率额定温升指电动机的温度允许超过环境温度的最高允许值。铭牌上的温升是指电动机绕组的最高温升。5、 并励直流电动机的机械特性掌握书上的例题。6、 并励直流电动机的起动、反转及调速（1） 起动和反转一般了解即可。（2） 调速：并励电动机有三种调速方法：改变磁通。改变电压改变转子绕组回路电阻。掌握它们各自的优缺点。2.控制电机控制电机是指在自动控制系统中用作检测、比较、放大和执行等作用的电机。（1） 直流伺服电动机掌握永磁直流伺服电动机的分类及特点；普通型转子永磁直流伺服电动机与小惯量型转子直流伺服电动机的区别。永磁直流伺服电动机的工作原理及性能理解工作原理，对性能要掌握（2） 交流伺服电动机交流伺服电动机的结构及其工作原理一般了解，重点掌握其性能。（3） 步进电动机掌握步进电动机的优点和主要性能指标，其他一般了解即可两项电动机工作原理图相对需要380V三相的电机而言，有些电机只需要220V的单相电压，这类电机俗称“单相电机”，单相电机主要是小功率的电机，在一些地区，民电和三相工业电价格不同，用户也喜欢使用单相电机的来降低用电成本，虽然输入是单相220V电源，这些电机的绕组却有两组，通过一个电容移相而起动，因此这类电机准确叫法为“单相输入的两相电机”，如果加上专用变频器后，移相是通过变频器实现的，相差90度，因此，电容就不再需要了。单相交流电动机和三相交流电动机的电磁规律一样，但工作原理不同，电动机旋转的条件是：转子导体电流能与气隙磁场相互作用使转子导体能受到电磁力的作用，在该电磁力的作用下，电动机的转子才能转动起来，其转向与气隙磁场的旋转方向相同。三相交流电动机的绕组在空间互差120°，三相磁势和电势大小相等相位上互差120°，气隙磁场为旋转磁场。而单相电动机定子上有两个绕组，一个是工作绕组，一个是起动绕组，两个绕组在空间互差90°，其定子磁势为脉动磁势，产生两个正反向的磁场，合成电磁转矩为零，电动机不能自己起动。为了使单相异步电动机能产生起动转矩，就必须设法使得起动时电动机内部能够产生一个旋转磁势。常用的方法有分相起动和罩极起动两种，分相起动即电容起动电动机。为获得圆形旋转磁场，要求起动绕组的脉振磁势的振幅和工作绕组的脉振磁势的振幅大小相等，但在脉振的时间相位上两者相差90°。为此，要求起动绕组中的电流与工作绕组中的电流在时间相位上相差90°。通常采用在起动绕组上串联电容的办法来满足这一要求。这时起动绕组中的电流超前单相电压一个电角度，而工作绕组的电流滞后单相电压一个电角度。当电容配置适当时，就能在电机气隙中产生一个圆形旋转磁场使电动机顺利起动。注：一般叫单相输入的两相电机发电机1.概述电能是现代社会最主要的能源之一。发电机是将其他形式的能源转换成电能的机械设备，它由水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动，将水流，气流，燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机，再由发电机转换为电能。发电机在工农业生产，国防，科技及日常生活中有广泛的用途。发电机的形式很多，但其工作原理都基于电磁感应定律和电磁力定律。因此，其构造的一般原则是：用适当的导磁和导电材料构成互相进行电磁感应的磁路和电路，以产生电磁功率，达到能量转换的目的。发电机的分类可归纳如下：发电机｛直流发电机、交流发电机｛同步发电机、异步发电机（很少采用）交流发电机还可分为单相发电机与三相发电机。2.结构及工作原理发电机通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成。定子由定子铁芯、线包绕组、机座以及固定这些部分的其他结构件组成。转子由转子铁芯（或磁极、磁扼）绕组、护环、中心环、滑环、风扇及转轴等部件组成。由轴承及端盖将发电机的定子，转子连接组装起来，使转子能在定子中旋转，做切割磁力线的运动，从而产生感应电势，通过接线端子引出，接在回路中，便产生了电流。电动机伺服电动机又称执行电动机，在自动控制系统中，用作执行元件，把所收到的电信号转换成电动机