电机与拖动基础项目化教程（第2版）

《电机与拖动基础》绪论01概述本课程是机电一体化j技术、

电气自动化技术、

供用电技术等专业的一

门重要的专业基础课。让学生掌握电机的基本结构和工作原理

，

以及拖动系统的运行性能、

分析计算、

电机选择及试验方法

，

培养在电机及电力拖动方面分析和解决问题的能

力

，

为今后学习和工作打下坚实的基础。本课程的任务：

1.概述项目任务知识

目

标

素质

目

标能

力目

标1.能进行电机方面的相关运算；2.能为电力拖动系统合理选择电机

，

合理使用、

维护电机。3.具备职业岗位需要的基本技能

，初

步形成解决实际问题的能力。

为学

好后续课程打下基础。1.对交、

直流电机和变压器的

结构及基本工作原理有较

清楚的理解；2.对交直流电动机的电力拖动

特性及选择有一定的了解；3.对变压器的运行特性、

三相

变压器的电路、

磁路有较

清楚的认识。1.责任担当（社会责任、

国家认同）2.实践应用（劳动意识、

问题解决）3.学会学习（乐学善学、

信息意识）4.创新创业（创新精神、

创新意识）5.团队协作、

工匠精神6.安全意识、

规范操作本课程的学习目标：

1.概述

1.概述根据学生的学习认知规律、课程需求达到的目的来组织课程教学内容。主要包含四个项目。电机与拖动基础项目二（6学时）

变压器项目一（

10课时）

直流电机项目三（

10课时）

异步电机项目四（6课时）

控制电机

1.概述课程思政矩阵图lll安全意识劳动意识国家认同规范操作严谨细致

团队协作lll乐学善学问题解决社会责任安全意识创新精神

劳动意识

1.概述思政元素任务三直流电机的电力拖动任务四直流电机的电气检查任务二直流电机的机械特性任务一直流电机的拆装课程学时和学分：

32学时

，

2个学分

，考查课；成绩构成为：

平时成绩50%

，期中考试20%

，期末考试30%。说明：1、

平时成绩由出勤、

作业、

课堂讨论问题和回答问题、

课堂记录等评定

，

占总成绩的50％。2、

实践部分考察学生在实践中的参与程度和表现（即动手能力）

，

学习手册的完成情况等。

1.概述课程考核02为什么要学

习本课程电机是利用电磁感应原理或电磁力定律工作的机械。

电机常用的分类方式有多种

，

见下图：

2.为什么要学习本课程（1）什么是电机

2.为什么要学习本课程2、

电机的作用1）

电能的生产、传输和分配简单的电力系统示意图网站互动一：2)

驱动生产机械和装备拖动生产机械如金属切削、矿山机械、交通运输机械、起重机械、化工机械、农用机械、

电动工具、家用电器等。

2.为什么要学习本课程（2）

电机的作用发达国家目前微特电机的家庭平均拥有量为80-130台

，

而我国大城市的平均家庭拥有量大约在20-40台

，

大大低于西方发达国家的水平。若每平均增加1台

，则我国全年微电机需求量将年增13亿台

，

国内

微特电机市场发展潜力较大。

2.为什么要学习本课程2、

电机的作用2)

驱动生产机械和装备网站互动二：电脑光盘电脑硬盘

驱动电机手机振动电机

2.为什么要学习本课程3)控制系统和智能化装置的重要元件（2）

电机的作用◆

电流、

电压、

电阻；◆

磁通φ、

磁场强度B、

磁场强度

H、磁动势

F；◆

磁阻、

磁导；◆

磁滞、

涡流；（1）

电机理论常用基本电磁量

3.学习者基础◆

全电流定律◆

磁路欧姆定律◆电磁力定律◆电磁感应定律◆

基尔霍夫电流定律和电压定律等◆

能量守恒定律

3.学习者基础（2）

常用基本电磁定律谢谢观看主讲老师

：莫莉萍“课程思政”

学设计主讲老师

：莫莉萍

01

第一部分:u课程思政的教学目标设计

02第二部分:课程思政"

的教学内容设计

03第三部分:

"课程思政"

的教学方法设计

04第四部分:u课程思政"的教学评价设计目录课程思政

的教学目标设计第一部分目录课程目标是课程教学的“龙头”

，是教学质量评价的依据

，在课程整体目标设计时

，

“知识传授、

能力提升、价值引领”要整体设计

，特别要重视思政目标的设计

，将“价值引领”作为一个重要的监测点指标。

1.课程的整体目标设计知识目标、能力目标、思政目标同步设计、

同步评价、

同步提升价值引领专业课程的理论和知识体系↓融合专业课程相关的思政元素↓课程思政元素内化的结果↓课程思政所带给学生的变化

2、课程的核心价值观敬业

，

诚信

，

友善教育教学思想

，教师引导

，教学环境思政要素基本要点具体要点1.责任担当1.

1社会责任诚信友善、

具有团队意识、

互助精神1.2国家认同了解国情历史

，有为实现中华民族伟大复兴中国梦而不懈奋斗的信念和行动。2.学会学习4.

1乐学善学能养成良好的学习习惯

，

掌握适合自身的学习方法；

能自主学习

，

具有终身学

习的意识和能力等。4.3信息意识能自觉、

有效地获取、

评估、

鉴别、

使用信息；

具有数字化生存能力

，

主动适

应“互联网+”等社会信息化发展趋势；3.实践应用6.

1劳动意识尊重劳动

，具有积极的劳动态度和良好的劳动习惯；

具有动手操作能力

，

掌握

一定的劳动技能；6.2问题解决善于发现和提出问题

，有解决问题的兴趣和热情；7.创新创业7.

1创新精神敢于质疑

，敢于向传统挑战

，发现问题

，

用创新的思维去解决问题。

采用新方

法解决新问题的意识。3、课程的思政元素表

3、课程的思政元素表课程思政矩阵图课程思政"

的教学内容设计第二部分目录

第一堂课思政内容的设计

制订课程要求

，

约法几章:

1.每堂课开始要起立，

师生互相问候；

2.不准将吃的东西带进实训室；3.手机入袋，

除非教学中需要使用；

4.每天安排值日

，打扫实验室卫生；5.注意安全用电的问题；6.完成课前信息收集

，按时上交作业；

7.诚信考试等思政元素6.实践应用；4.学会学习6.1劳动意识；4.1乐学善学

绪论部分思政内容的设计介绍电机发展历史时

，

让同学们查

找资料

，

了解国情历史

，

比较国内

外电机产业的差距

，

为实现中华民

族伟大复兴中国梦而不懈奋斗的信

念和行动。思政元素1.责任担当1.2国家认同项目二交流电机任务1.交流电机的拆装任务3.交流电机的电力拖动项目三变压器任务2.变压器联结组的判断

实践操作思政内容的设计思政元素7.创新创业7.1创新精神（发现问题、

敢于质疑等）思政元素1.责任担当1.1社会责任（团队意识、

互助精神等）项目一直流电机任务1.直流电机的拆装任务3.直流电机的电力拖动030102项目一直流电机任务2.直流电动机机械特性的求取项目二交流电机任务2.三相异步电动机机械特性的求取

任务4.交流电机的电气检查项目三变压器任务1.单相变压器的性能测试

实践操作思政内容的设计思政元素6.实践应用6.2问题解决思政元素4.学会学习4.1信息意识030102课程思政"

的教学方法设计第三部分目录个体化示范通过教师的言传身教达到润物细无声的教育目的。项目教学法咨询、计划、决策、实施、检查、评估六个阶段

，使学生具

有独立且负责任的思维与行动

，在解决实际问题时必须具有

独立地计划、实施和评估的能力。案例教学法收集编写与项目任务有关的案例

，找准所授课程与社会现实、

学生思想动态的契合点。“头脑风暴”教学法引导学生就某一课题自由发表意见

，并对其意见的正确性或

准确性教师不进行任何评价的方法。“课程思政”的教学方法设计课程思政"

的教学评价设计第四部分目录过程评价学生的平时礼貌出勤、

迟到、

早退现象实践过程中的互帮互助作业上交情况等综合素质评价整体精神面貌职业素养团结协作

“课程思政”的教学评价设计输入相

关文字创新精神谢谢观看主讲老师

：莫莉萍变压器的工作原理主讲老师

：莫莉萍01电磁关系变压器的结构示意图•

一次绕组匝数为N1

，

电压u1，•电流i1

，

主磁电动势e1

，•

漏磁电动势eσ1•

二次绕组匝数为N2

，

电压u2，•电流i2

，

主磁电动势e2•

漏磁电动势eσ2

1.电磁关系·一次绕组侧接交流电源,·

二次绕组侧开路。e1

=

N1

dΦu1

→i0

(i0N1)

Φ

dte2

=

N2

eσ1

=

Lσ1

dt空载时

，铁心中主磁通Φ

是由一次绕组磁通势产生的。一

i0

Φ

i2

=

0+

–u1

–

1++N1Φσ

1

1.电磁关系（1）

空载运行情况

dΦ+

+e2

u20–

––o

eσ1

N2e·一次绕组侧接交流电源,·

二次绕组侧接负载。e1

=

-N1

dΦu1

i1

Φ

dt

=-Lσ1

i-

i2

(

i2N2)

·

2

e

=

-

Lσ2σ2Φσdt11eσΦσ负载时

，铁心中主磁通Φ

是由一次、

二次绕组磁通势共同产生的合成磁通。i1Φσ2+

–u–e

1

e1+N2ΦΦσ

1

1.电磁关系(i1N1)

e2

=

-N2

dΦ（2）负载运行情况+

+

2+

u2+ N1eσ2i2–

–变压器负载运行时铁心中主磁通与空载运行时相比，基本维持不变。i1Φσ2+

–u–e

1

e1+N2变压器负载运行时铁心中的磁通是不是比空载时大大增加了呢?Φσ

1Φ???

1.电磁关系（2）负载运行情况+

+

2+

u2+ N1eσ2i2–

–02电压变换

2.电压变换

03电流变换•

一般情况下

I0

≈

(2~3)%I1N

很小可忽略•因此i1

N1

≈i2

N2

或I1

N1

≈

-I2

N2•所以

I1

N1

≈I2

N2

3.电流变换•空载i0N1

→

Φm

有载i1

N1

+i2

N2

→

Φm结论：

原、

副绕组电流与匝数成反比i2+

e2––N2Φσ

1Φσ2以•

磁势平衡式

i1

N1+i2

N2

＝i0

N1有载磁势空载磁势+

u1+

u2N1e1Φi1+04阻抗变换C

Z+.U1–I1

I2

.

.结论：

变压器一次侧的等效阻抗模

，

为二次侧所带负载的阻抗模的K2

倍

4.阻抗变换Z,•由图可知+.U1–+.U2–.I1利用变压器能够变换阻抗的特性，

人们常用来在电子电路（如收音机）

中实现阻抗匹配

4.阻抗变换变压器的结构示意图谢谢观看主讲老师

：莫莉萍变压器的结构与分类主讲老师

：莫莉萍01概述变压器是一种常见的电气设备,

它是利用电磁感应原理传输电能或电信号的器件

在电力系统和电子线路中应用广泛。如：

电力工业中常采用高压输电低压配电

，

实现节

能并保证用电安全。一、

概述电子线路用变压器①

变电压：

电力系统②

变电流：

电流互感器③

变阻抗：

电子线路中的阻抗匹配1.变压器的主要作用2.变压器的图形符号一、

概述电流互感器C

C

C02变压器的分类

二、

变压器的分类变压器的分类方式很多

，

最常见的是按照用途来分仪用变压器、

整流变压器、

电焊变压器、

电子线路用变压器……电力变压器油浸式变压器电力变压器

特种变压器

整流变压器电力机车用变压器

电焊机用变压器

干式变压器

二、

变压器的分类仪用、

试验用变压器电子线路用变压器

二、

变压器的分类除了按以上的用途分类以外

，

变压器还可以按绕组数目/相数/铁心结构/调

压方式/冷却方式等来分类。按冷却介质和冷却方式分：干式变压器、

油浸式变压器和充气式变压器。按调压方式分：按铁心结构分：按绕组数目分：单绕组、

双绕组、

三绕组和多绕组变压器。单相变压器、

三相变压器和多相变压器。无励磁调压变压器和有载调压变压器。按相数分：心式变压器和壳式变压器。变压器的

03基本结构

三、

变压器的基本结构

三、

变压器的基本结构变压器由铁心、

绕组两大部分组成

，

另外还有一些附件。–i1+

<——u1/<——<<<<___>>–

副边

绕组铁心i2+u2

ZL单相变压器原边

绕组Φ作用

：是变压器的主磁路材料：

0.35～0.5mm厚的硅钢片铁心形式：

心式和壳式

三、

变压器的基本结构电力变压器主要采用心式结构1.铁心壳式变压器铁心的叠片方式心式作用：

绕组是变压器的电路部分材料：

铜或铝导线包绕绝缘纸以后绕制而成。绕组的形式：

同心式、

交叠式。

三、

变压器的基本结构2.绕组1-铭牌；2-信号式温度计；

3-吸湿器；4-油标；5-储油柜；6-安全气道7-气体继电器；

8-高压套管；9-低压套管；10-分接开关；11-油箱；12-放油阀门；13-器身；14-接地板；15-小车。

三、

变压器的基本结构3.变压器的附件

三、

变压器的基本结构谢谢观看主讲老师

：莫莉萍变压器的同名端主讲老师

：莫莉萍01

同名端的定义·当电流流入(或流出)

两个线圈时,若产生的磁通方向相同,则两个流入或流或流出)

端称为同极性端。

同名端的标记可用星号

xx*"

或点

"."

来表示,在变压器器绕组上常用

"+"和

"—"

来表示

(并不表示真正的正负意义)

。

变压器绕组的极性——指变压器一次侧、二次侧绕组在同一磁通作用下,

所

1.同名端的定义1.同极性端

(

同名端

)2.变压器绕组的极性•当变压器铁心中磁通变化时

，在两线圈中产生的感应电动势极性相同的

两端为同极性端。•同名端不仅和电流的流向有关

，还和绕组的绕向有关。

1.同名端的定义•+–•a

+

x

– a

–A

•+

–x

+

•

ΦΦ变压器绕组极性的示意图A

X减小增加Φ02辨别同名端

的原理首U1尾首U2尾U1尾首U2首U=U1+U2尾顺串---两个线圈首尾相接

(异名端相串联)，

两线圈中产生了极性相同的感应电动

势

，

总的感应电动势是两个电动势的叠加（

U

=U1+U2）

。1、

两相同电感线圈顺串后互感电压计算：

2.辨别同名端的原理尾U1首首U2尾尾

首

首尾U=U1－U2反串:

两个线圈首首相接

(同名端相串联)，

两电感中产生了极性相反的电动势

，

总的感应电动势为两个电动势之差

，

电动势减弱了（

U

=U1-U2）

。2、

两相同电感线圈反串后互感电压计算：

2.辨别同名端的原理亮220532146思考：

黄、

黑线圈哪两个端子是同名

端呢？1、为什么灯会亮?2、黄、黑两绕组是顺串还是反串?

2.辨别同名端的原理???3、

实验验证：5同名端应该是黄色线圈的1号端子和黑色线圈

的3号端子

，

2和4也是同名端

黄、

黑绕组顺串2、

3是异名端

2.辨别同名端的原理3、

实验验证：5、

6端线有感应电流亮灯亮22021346212205643不亮灯不亮5、

6端线无感应电流黄、

黑绕组反串2和3、

1和4是同名端

2.辨别同名端的原理???3、

实验验证：03变压器同名

端的判定·先用万用表电阻档将变压器的同一相绕组找出来。显然如果你找到的两头之间如果是同一个线圈的两头,那它一定是通路的或者说电阻是比较小的。将其中任一个线圈的两头串接一个电

池和开关

，

且任意假定一头是始端；

万用

表的两只表笔分别接另一个线圈的两端。

3.变压器同名端的判定1.直流法结论：

S突然闭合

，

如果万用表正偏

，

则A-a为同极性端。

如果电流表

反偏

，

则A-x为同极性端。

3.变压器同名端的判定·设S闭合时Φ增加,感应电动势的方向,阻止Φ的增加。C

CC+

ae2–

x1.直流法+万用表–X

A

A+••ΦXSS+xa·

把两个线圈的任意两端(x-x)连连接接

然后在AX上加一低电压U

测量:

UUX

UUnAaa.

uuax.

结论:

若UsAaa=Iuax

-

UUS说明A与a或x与x为同名端。

若UaAaa=Iuax+uaarxl

A

V

a

+CuAX–X

x

3.变压器同名端的判定2.交流法VCCC谢谢观看主讲老师

：莫莉萍变压器的性能测试主讲老师

：莫莉萍01变压器变比

的测定按图接线:•按下启动按钮

，将变压器低压线圈的外施电压

调至50％额定电压左右。•测量低压线圈电压Uax及高压线圈电压UAX

，

并

记录于表格中。•计算变压器的变比

。•

变压器中

，原、

副绕组电动势E1和E2之比称为变压器的变比k

，

可以约等于变压器的原、

副绕组的电压之比。k

=

=

=

Uax（V）UAX（V）

1.变压器变比的测定02变压器空载

实验按图接线:•将实验桌上的调压器的输出电压调在最小位置

，

以

免电流表和瓦特表被启动按钮合上时的冲击电流所

损坏

，然后按下启动按钮。•调节变压器低压线圈的外加电压至1.2UN

，然后逐

次降压

，

直到0.5UN为止

，

每次测量空载电压U0、

空载电流I0、

及输入功率P0

，

并记录于表格中。•

空载实验的目的

：通过测量空载电流和一、

二次电压及空载功率来计算

变比、

铁损和励磁阻抗。

2.变压器空载实验.

低压侧加电压,

高压侧开路;.

电压调节时,一定要单方向调节;·

因为rr、xi较小,忽略ri和x1,那么空载损耗就等于变压器的铁心损耗,即PSXPFe;·

求出相关参数

.-T顶·

空载电流和空载功率必须是额定电压时的值,并以此求取励磁参数;

若要得到高压侧参数,必须进行折算,

把求取的参数乘以k2;

2.变压器空载实验分析与计算：•根据实验得到的数据

，

通过点画的方法

，得到功率与电压之间的特性曲线、

空

载电流与电压之间的特性曲线。

2.变压器空载实验谢谢观看主讲老师

：莫莉萍步进电机主讲老师：

薛双双01步进电机的定

义及分类•

步进电机的定义：

步进电动机是将电脉冲信号转换成相应角位移的电动机

，

每

当一个电脉冲加到步进电动机的控制绕组上时

，

它的轴就转动一定的角度

，

角位

移量与电脉冲数成正比

，转速与脉冲频率成正比

，

又称为脉冲电动机。来一个脉冲,

转一个步距角;控制脉冲频率,

可控制电机转速;

改变脉冲顺序,

改变转动方向;

1.步进电机的定义及分类步进电机的特点：(2)(3)

(4)

1.步进电机的定义及分类反应式（磁阻式）永磁式感应子式（混合式）旋转型直线型平面型运行方式励磁方式02步进电机的

结构•

步进电机主要由两部分构成：定子和转

子。定、转子铁心由软磁材料

，或硅钢

片叠成凸极结构。•

实际步进电机的定、转子磁极上均有小

齿

，定、转子小齿的齿距必须相等。•

图中定子有六个磁极,定子磁极上套有星

形连接的三相控制绕组

，每两个相对的

磁极为一相

，组成一相控制绕组。转子

上没有绕组。•

下面以反应式步进电机为例

，介绍步进电机的结构和工作原理。

2.步进电机的结构三相反应式步进电机的模型结构示意图03步进电机的工

作原理•

通电顺序是U→V→W

→

U。•首先给U相绕组通电

，V、W两相不通电

，于是产生了U-U′轴

线方向的磁通

，并通过转子形成闭合回路。这时U、

U

′极就成

为电磁铁的N、S极。•在磁场的作用下

，转子总是力图转到磁阻最小的位置

，也就是要转到转子的1、3齿与定子U相磁极轴线对齐的位置。•

反应式步进电动机的工作原理：

是利用凸极转子横轴磁阻

，

与直轴磁阻之差

所引起的反应转矩而转动的。•反应式步进电动机的运行方式有：

三相单三拍运行、

三相单双六拍运行及双三

拍运行。

3.步进电机的工作原理三相反应式步进电动机•

反应式步进电动机的工作原理：

是利用凸极转子横轴磁阻

，

与直轴磁阻之差

所引起的反应转矩而转动的。•反应式步进电动机的运行方式有：

三相单三拍运行、

三相单双六拍运行及双三

拍运行。•

通电顺序是U→V→W

→

U。•接着U相断电

，V相通电，

U、W两相不通电

，转子便沿顺时

针方向转过30°

,转子2、4齿与定子V相磁极轴线对齐

，转子

停止转动。

3.步进电机的工作原理三相反应式步进电动机•

通电顺序是U→V→W

→

U。•然后断开V相

，接通W相

，则转子再转过30°

,使转子1和3齿的

轴线与W相轴线对齐。•如此按U到V到W到U顺序

，不断接通和断开控制绕组

，转子就会一步一步地按顺时针方向连续转动。•

反应式步进电动机的工作原理：

是利用凸极转子横轴磁阻

，

与直轴磁阻之差

所引起的反应转矩而转动的。•反应式步进电动机的运行方式有：

三相单三拍运行、

三相单双六拍运行及双三

拍运行。

3.步进电机的工作原理三相反应式步进电动机·

当按U

-

v

-

w

-

U的顺序,

轮流给步进电机各相控制绕组通电,

转子在磁阻转矩的作用下,

按u

-

v

-

w相序方向一步一步的转动

。·

旋转的方向取决于控制绕组轮流通电的顺序。如通电顺序为U→V-W-U电机正转,则通电顺序为U-W-V-U,

电机反转。.

电机旋转的速度快慢,正比于绕组变换通电状态的频率,

即输入脉冲的频率,

还与转子的齿数、运行拍数成反比。·

f为输入脉冲的频率,

N为运行拍数,

zr为转

3.步进电机的工作原理结论：·每一拍转子转过的角度,

称为步距角

N仍然为运行拍数;zr

o•

控制绕组从一种通电状态变换到另一种通电状态

，换接一次称为一拍。

3.步进电机的工作原理步距角θb。三相单三拍控制方式的特点:

运行不稳定

，切换瞬间

，转子失去自锁能力

，容

易失步

，在平衡位置也容易产生振荡

，

因此很少采用。

3.步进电机的工作原理·

每次只有一相控制绕组通电,切换三次为一个循环。三相单三拍控制方式•在切换过程中始终保证有一相绕组持续通电

，

力图使转子保持原有位置

，

因此

工作比较平稳。

每次有两相绕组同时通电,

如UV-VW-WU-UUVV,

每一循环也需要切换三次,

步距角与三相单三拍控制方式相同,

也为30".·

通电顺序为:U-UV-V--VWW-W-WU-U,

步距角只有三相单三拍和双三拍的一半,

为115500。

3.步进电机的工作原理三相单双六拍控制方式三相双三拍控制方式04模型电机与实际电机的比较模型电机实际电机转子齿数350转子齿距120度7.2度整步距1/4齿距30度

齿距1.8度半步距1/8齿距15度118齿齿距00..99度整步一周节拍数12200半步一周节拍数24400

4.模型电机与实际电机的比较采用三相单三拍通电时各量的计算：

采用三相六拍通电时：

•以生产实际中Zr

=40的步进电机为例

，来进行相关参数的计算。

4.模型电机与实际电机的比较谢谢观看主讲老师：

薛双双伺服电机主讲老师：

薛双双01伺服电机的定

义及分类•“伺服”—词源于希腊语

“奴隶”的意思。

人们想把

“伺服电机”当个得心

应手的驯服工具

，

服从控制信号的要求而动作。

由于它的

“伺服”性能

，

因此

而得名

“伺服电机”。·

伺服电动机又称为执行电动机,

在自动控制系统中作为执行元件,它能把接受的电压信号,转换为电动机转轴上的机械角位移,

或角速度的变化。.

改变控制电压的大小和电源的极性,就可以改变伺服电动机的转速和转向。

1.伺服电机的定义及分类伺服电动机的定义：直流伺服电动机

{

交流伺服电动机

{•直线伺服电动机：

电机为直线运动

1.伺服电机的定义及分类伺服电动机的分类：低惯量直流伺服电动机三相感应伺服电动机普通直流伺服电动机两相感应伺服电动机直流力矩电动机无刷永磁伺服电动机02控制系统对伺服电机的要求•此外

，还要求伺服电动机的控制功率小、

重量轻、

体积小等。.

宽广的调速范围;.

机械特性和调节特性均为线性;

·无"自自转转"现象;.

能快速响应。

2.控制系统对伺服电机的要求控制系统对伺服电动机的基本要求:03直流伺服电机·

永磁式宽调速直流伺服电动机的结构,与普通直流电动机基本相同。·

它由定子和转子两大部分组成,

定子包括磁极(永磁体)

、电刷装置、机座、端盖等部件;

转子通常称为电枢,

包括电枢铁心、电枢绕组、

换向器、转轴等部件。·

此外在转子的尾部,

装有测速机和旋转变压器(或光电编码器)

等检测元件。

3.直流伺服电机（1）

直流伺服电机的结构永磁式宽调速直流伺服电动机结构示意图转子是光滑无槽的铁芯,

用绝缘粘合剂,直接把线圈贴在铁芯表面上。转子长而且直径小,

为了减少运动惯量。定子结构采用图示方形结构,

以提高励磁线圈放置的有效面积,但由于无槽结构,气隙较大,

励磁和

线圈匝数较大,

故损耗较大,

发热厉害,

为此,

采

取的措施是在极间安放船型挡风板,增加风压,

使

之带走较多热量。伺服电机与普通直流电机的区别：

3.直流伺服电机定子结构当转子转动时,

由于电刷和换向器的作用,

使得N极和S极下的导体电流方向不变,即原来在N极下的导体,只要一转过中性面,进入S极下的范围,

电流就反向;反之,原来在S极下的导体,

只要一过中性面进入N极下,电流也马上反向。根据电流在磁场中受到的电磁力方向可知,

图中转子受到顺时针方向力矩的作用,

转子作顺时针转动。如果要使转子反转,只需改变电枢绕组的电流方向,即永磁式宽调速直流伺服电动机

工作原理示意图（2）

直流伺服电动机的工作原理

3.直流伺服电机04交流伺服电机•

定子铁心通常用硅钢片叠压而成

，定

子铁心表面的槽内

，嵌有两相绕组

，

其中一相绕组是励磁绕组

，另一相绕

组是控制绕组

，两相绕组在空间位置

上互差90°电角度。•

从定子绕组看

，交流伺服电动机实质

上是一个“两相异步电动机”。•

交流伺服电机为了检测角度、速度，

转轴上一般还安装编码器。·这是一台永磁式交流伺服电机的结构分解实物

图片,其结构主要由定子和转子构成。（1）交流伺服电机的结构

4.交流伺服电机永磁式交流伺服电机的结构.它的定子分为外定子和内定子两部分,

内外定

子铁心通常均由硅钢片叠成。·外定子铁心槽中放置空间互差

"的两个绕组:

励磁绕组和控制绕组。.内定子铁心中一般不放绕组,仅作为磁路的一

部分,以减少主磁通磁路的磁阻。.转子通常做成细长型的鼠笼式。•这是空心杯转子交流伺服电动机结构示意图

，包含定子与转子两部分结构。

4.交流伺服电机空心杯转子交流伺服

电动机结构示意图•当控制电压等于0时

，

因为仅有励磁电压作用

，

电动

机工作在单相脉振磁场下

，伺服电动机应该停止运行

，

如果仍然按原转动方向旋转

，

即出现失控现象

，我们

把这种因失控而自行旋转的现象称为自转。•自转现象是不符合自动控制系统要求的

，

必须避免。

可以通过增加转子电阻的办法来消除

“

自转”。·

当控制绕组加上的控制电压,

两相绕组的电流在气隙中建立一个旋转磁场,产生起动力矩,使电动机旋转。（2）交流伺服电机的工作原理

4.交流伺服电机05伺服电机的

应用•

在工业高度发达、

自动化不断进步的今天

，

伺服电机及伺服控制系统在

各行各业正发挥着越来越大的作用。•搬运设备由于导入了伺服

机构

，

可提高机械速度

，

从而提高生产效率；•

自动仓库-分拣系统越来

越多地采用交流伺服电机

，

实现高速运行以及平稳加

减速。

5.伺服电机的应用搬运机（垂直）

自动仓库

·分拣系统•随着对食品处理要求的不断提高

，

高品质且安全的食品加工的需求越来

越迫切

，

伺服机构在食品加工领域的应用不断取得进展。

5.伺服电机的应用谢谢观看主讲老师：

薛双双•把两个线圈的任意两端(X-x)连接,然后在

AX上

加一低电压uAX

。测量：

U

X

、U

Z

、U结论：若U=UX-UI说明

A与a或X与x为同极性端。若说明

A与x或X与a是同极性端。

交流法判定变压器的同名端交流法判定变压器的同名端三相异步电动机的

电气检查主讲老师

：莫莉萍01概述

1.概述任务目标（1）

能测量三相异步电动机的直流电阻值；（2）会检查三相异步电动机的绝缘性能；（3）

能进行三相异步电动机耐压和短路试验；（4）

能进行三相异步电动机的空载试验

，会计算励磁参数。02直流电阻的

测定

2.直流电阻的测定测量目的是检验定子绕组在装配过程中是否造成线头断裂、

松动

、

绝缘不良等现象。

具体方法是测三相绕组的直流电阻是否平衡，要求误差不超过平均值的4％

。

根据电动机功率大小、

绕组的直流电

阻可分为高电阻（

10以上）

和低电阻。

高电阻用万用表测量；

低电

阻用精度较高的电桥测量

，

应测量三次

，

取其平均值。每相绕组的直

流电阻值与其

三相平均值的

最大值相对误

差

小于±5%绕组直流电阻的测定用直流电桥测量每相绕

组的直流电

阻值

2.直流电阻的测定方法指标03绝缘性能

检查

3.绝缘性能检查绝缘性能检测,包含两个方面

，

一是相间绝缘

，

二是

对地绝缘。

两个绝缘性能的检测都需要用到兆欧表。

3.绝缘性能检查在测量相间绝缘时

，将兆欧表的两个接线柱分别连

接到三相线圈中的任意两相上（取一个接线头即可）

然

后摇动摇把

，

进行测量。

如三相之间两两不导通

，则相

间绝缘良好。

3.绝缘性能检查在测量对地绝缘性能时

，将兆欧表的一个接线柱连

接到三相线圈中的任意一相的一个线头上

，

另一个接线

柱连接到机座

，然后摇动摇把

，

进行测量。

如三相与机

座之间绝缘电阻都比较高

，则对地绝缘良好。

3.绝缘性能检查04空载实验目的

：测定Zm（＝rm

+jxm)、

铁耗pFe和机械损耗；方法：•在额定频率下

，转子轴端不带负载，•用调压器调节电源电压

，使定子端电压从1.2UN开始降

落

，直至速度降落

，

电流回升。

4.空载实验

4.空载实验数据记录：U0（V）I0（A）P0（W）测定：

相电压U1、

空载相电流I0、

空载输入总功率P0

计算：

画出

I0

=

f(U1

)

和

P0

=

f(U1

)P0

=

mI

r1

+

pFe

+

pmecP0’=

P0

—

mI

r1

=pFe

+

pmec•

p

Fe的大小近似地与外施电压的平方成正比

，

即pFe

∞

U•

pmec仅与转速有关

，pmec近似为常值；•

P0’=

f(U

)

关系曲线基波是一条直线；

延长直线与纵轴相交

，交点以下部分

，

即为机械损耗pmec

，额定电压时的铁耗即可从图中对应的

U点求取。1N212120202

4.空载实验

4.空载实验

4.空载实验判断三相异步电动机首尾端（或称为同极性端）

4.空载实验

4.空载实验

4.空载实验电机星型接法接线盒

4.空载实验谢谢观看主讲老师

：莫莉萍三相异步电动机的

调速主讲老师

：莫莉萍01概述•

异步电动机的速度公式:•(

1)(2)适合于鼠笼式异步电动机

，

(3)用于绕线式异步电动机。(1)

变极调速(2)

变频调速(3)

变转差率调速异步电动机调速方法有：

1.概述02变极调速•

我们把改变了半相绕组的

电流方向

，导致电机的极

数减少了一半的原理

，称

为倍极比原理。•

电机的变极调速的依据就

是倍极比原理。

2.变极调速（一）

变极原理•

左图电机ABC三相绕组Y接线

，通入三相交

流电。•

右图

，每相绕组从中间抽头

，构成了YY接

线。交换了BC两相相序

，然后加到三相交

流电源上

，这时每相绕组中有半相绕组电流

改变了方向。•

根据倍极比原理

，YY接线时

，磁极数减少

了一半，

因此Y接线低速运行

，YY接线高速

运行。

2.变极调速

（二）Y—YY变极调速原理

·

低速Y接法时

(22PP)

:

PY

=3

INηY

COS

φY

=

U

N

INηY

COS

φY·高速YY接法时(PP):

2INηYY

COS

YY

=

UN

2INηYY

COS

φYY

·

不考虑和n的变化时

:

•这种接法极数减少一半

，转速增加一倍

，功率增加一倍

，

接近恒转矩调速

，适

宜带起重电葫芦、

运输传送带等恒转矩负载。（二）Y—YY变极调速原理

2.变极调速•左图电机ABC三相绕组∆

连接

，通入三

相交流电。•右图

，

同样改接成了YY接线

，磁极数也

减少了一半。•因此∆接线低速运行

，YY接线高速运行。（三）

Δ—YY变极调速原理

2.变极调速·

低速速Δ接法时(22P):P

Δ

=

3U

N

I

NηYY

cos

φΔ·高速YY接法时

(P)

:2INηYY

COSYY

=2

UN

INηYYCOSφYY

·

不考虑cosp和和n的变化时

:PYY

=

1

.

15

PΔ

•这种接法极数减少一半

，转速增加一倍

，转矩减小了近一半

，

而功率仅变化了

15%

，

接近恒功率调速

，应用于各种机床的粗加工和精加工。（三）

Δ—YY变极调速原理

2.变极调速•当电机的极数(电机圆周的电角度数将发生改变)改变后

，ABC三相的相序可能

发生变化

，所以在变极的同时应改变相序，

才能保持电机的转向不变。·

如:

PP==11,AA、B、C三相绕组轴线的空间位置依次为0112200"、240'电角度,而当改变电机的极数P-2时,

则A、B、C三相绕组轴线的空间位置依次为0、

244002、4480'(相当于120")

电角度,这说明变极后绕组的相序改变了。•

思考：

为什么改变接线后

，

接电源时

，

要交换两相的相序呢？

2.变极调速03变频调速•

变频调速：

当改变三相异步电动机电源频率

，

就可以改变旋转磁通势的

同步转速

，从而达到调速的目的。•通常把额定频率称为基频

，

变频调速时

，

可以从基频向上调

，也可以从基频向

下调。

改变电源频率

(变频调速)

f1

→无级调速

3.变频调速f

,

U

可变变频电源50Hz·三相异步电动机每相电压计算公式:U1

≈

E

1

=

4.44

f1

N

1

k

N

1φ1

当变频调速时,

ff下降,

若电压ui不变,

则使p1增加,使磁路过度饱和,o增

大,导致功率因数降低、损耗增加、效率降低,从而使电机的负载能力变小。

常数•降低电源频率时

，

必须同时降低电源电压。•这种方法属于恒磁通控制方式。（一）

从基频向下变频调速

3.变频调速（一）

从基频向下变频调速

3.变频调速•升高电源电压是不允许的

，

因此升高频

率向上调速时

，只能保持电压U1不变

，

频率越高

，磁通Φ1越低

，是一种降低

磁通升速的方法

，

类似他励直流电动机

弱磁升速情况。（二）从基频向上变频调速

3.变频调速f1增大

，

U1不变

，φ1减弱(1)

从基频向下调时,为恒转矩调速方式;从基频向上调时,

为近似恒功率调速方式。(2)

调速范围大。(3)

调速稳定性好。(4)频率可以连续调节,

变频调速为无级调速。•这种调速方法调速性能较好

，发展很快。•缺点是变频电源价格较高。（三）

变频调速的特点

3.变频调速04变转差调速•绕线式异步电动机的转子回路串入对称

三相调节电阻

，

其机械特性曲线n=f(

T)

形状将发生变化。•最大转矩的位置随所串电阻的增大而下

移

，从而达到调速的目的。（一）

转子回路串电阻调速

4.变转差调速•属于恒转矩调速

，

多用于断续工作的生产机械

，在低速运行的时间不长

，

且要

求调速性能不高的场合

，如用于桥式起重机。(1)

调速方法简单,初投资少;(2)

低速时机械特性软,

调速的平滑性差,

调速范围不大;(3)

铜耗大,效率低,

电机发热严重。转子回路串电阻调速的特点：

4.变转差调速•三相异步电动机的同步转速与电压无关

，

而最大转矩与电压的平方成正比。•因此负载转矩一定时

，

电压越低

，转速

也越低

，所以降低电压

，

可以调速。（二）

改变定子端电压调速

4.变转差调速(1)

电压调节方便,

拖动通风机型负载,调速范围较宽。拖动恒转矩负

载,调速范围窄,

可选用高转差率的

电动机;(2)

缺点是低压时机械特性太软,转速变化大,效率低,

电机发热严重。可采用速度负反馈的作用提高电机特改变定子端电压调速的特点:

4.变转差调速谢谢观看主讲老师

：莫莉萍三相异步电动机的反转主讲老师

：莫莉萍

1.旋转磁场定子三相绕组通入三相交流电星形联接

···

···

W

C

ti

iiUoA

Im

U

iV

iW

旋转磁场的产生

i

YZ

XiVBiUImtiUImt磁场的旋转方向：

取决于三相电流的相序

2.电机的反转改变磁场的旋转方向：

换接其中两相n1n1iV

iWiW

iV方法：

和电源相接的任意两相互换

，

就可实现反转M

3~M3~

2.电机的反转电

源电

源正转反转A

B

CA

B

C谢谢观看主讲老师：

白

颖三相异步电动机的

工作原理主讲老师

：莫莉萍01转动原理实际的异步电动机中

，

转子之所以转动

，

是由于旋转磁场的作用。

1.转动原理电生磁：

三相对称绕组通以三相对称电流产生圆形旋转磁场。磁生电：

旋转磁场切割转子导体感应电

动势和电流。产生电磁力：

转子载流（有功分量电流）

体在磁场作用下受电磁力作用

，

形成电

磁转矩

，驱动电动机旋转。

-

×

n1

●●

1.转动原理

×

×-

×●×U2×●nW1W2V2V1U1●●02电压变换定子三相绕组通入三相交流电·星形联接

iViU

2.旋转磁场Imo（1）旋转磁场的产生tZ

YAXiWiWiUiVCBiU1V2W2V1U2

OiViUi

:“

+”首端流入

，尾端流出。i

:“–”尾端流入

，

首端流出。(×)电流入Imot

2.旋转磁场规定(•)电流出iWW1n0i1、

产生了圆形旋转磁场2、磁场从电流超前相转向电流滞后相3、电流变换一周,磁场旋转3600两极旋转磁场的产生

2.旋转磁场磁场的旋转方向取决于电流的相序

，

要改变旋转磁场的方向

，

只要任意调换两根电源进线O

tU1V2

W2W1

O

OV1U2

2.旋转磁场（2）旋转磁场的反转O

ti1

i3

i2i3i2i1ImIm以Y型接法为例:l

当每相绕组只有一个线圈时

，

按右图放

入定子槽内

，合成的旋转磁场只有一对

磁极

，则极对数为

1。即

P

=

1l

当每相绕组有两个线圈时

，

按右图放入

定子槽内

，合成的旋转磁场有两对磁极，

则极对数为

2。U1W41U2W1W2U3U1V2

W2W1

○

oV1

U2

2.旋转磁场3.旋转磁场的磁极对数即

P=2W3U4

2.旋转磁场p为任意值时：三相异步电动机的同步转速n

1

=

(r

/

min）f=

50

Hz时

，不同极对数时的同步转速如下:p123456n1/(r/min)300015001000750600500旋转磁场转速n1与定子电流频率f、

磁极对数P有关。

2.旋转磁场4.旋转磁场的转速同步转速03电机的反转iUImtiUImt磁场的旋转方向：

取决于三相电流的相序

3.电机的反转改变磁场的旋转方向：

换接其中两相n1n1iV

iWiW

iV方法：

和电源相接的任意两相互换

，

就可实现反转M

3~M3~

3.电机的反转电

源电

源正转反转A

B

CA

B

C04转差率三相异步电动机转子转速n能不能等于旋转磁场的转速n1?转差率：

转子转速异步电动机

n

<n1

无转子电动势（转子导体不切割磁力线）

4.转差率转子与旋转磁场间没有相对运动??如果

n=

n

1无转子电流?无转距?u电生磁u磁生电u产生电磁力形成电磁转矩拖动电机旋转三相异步电动机的工作原理转差率、

同步速度的计算方法

课程总结谢谢观看主讲老师：

白

颖三相异步电动机的结构主讲老师：

白颖01三相异步电动机的结构概述一、

三相异步电动机的结构概述三相异步电动机由定子、

转子两大部分组成

，在定子和转子之间还有气隙。一、

三相异步电动机的结构概述02定子部分n

定子部分主要包含定子铁心、

定子绕组和机座。n

定子部分的作用主要是通电产生旋转磁场。•

是电机磁路的一部分；•用0.5

mm硅钢片叠成

，

以减少铁心损耗；•叠片内圆冲有槽

，

以嵌放定子(电枢)绕组；•

定子铁心压装在机座内。

二、

定子部分1.定子铁心定子绕组是电机的电路部分

，

按一定规律连成三相对称绕组

，

嵌放在定子铁心槽内。

二、

定子部分2.定子绕组A

B

CZ

XY

二、

定子部分联结方式：

根据实际使用需要接成星形或三角形。2.定子绕组接线盒异步电动机的外部接线三角形连接星形连接n

作用：

用来支撑整个电机

，有些电机的机座

还是电机磁路的一部分。n

构成：

中、

小型异步电机采用铸铁机座

，

大

型异步电机一般采用钢板焊接机座。

二、

定子部分3.机座03转子部分n

转子部分主要包含转子铁心、

转子绕组和转轴。n

转子部分的作用主要是带动其它机械设备旋转。•

是电机磁路的一部分；

用0.5mm硅钢片叠成

，

以减少铁心损耗；•

叠片外圆冲有槽

，

以嵌放转子绕组。

转子铁心固定在转轴上。

三、

转子部分1.转子铁心三相异步电动机的定子铁心

片需要进行绝缘处理

，

转子

铁心片呢？需要吗？

三、

转子部分是电机的电路部分

，有两种结构型式

，

鼠笼型和绕线型。

三、

转子部分2.转子绕组n

转子每个槽中有一根导条

，在铁心两端用短路环短接

，形成一个多相对称短路绕组

（一个槽为一相）

。n

如去掉转子铁心

，整个绕组犹如一个

“松鼠笼子”

，

由此得名。

大型电动机多用铜

导条和铜端环组成；

中、

小型电动机采用铸铝导条

，

连同端环、

冷却用的风叶一次

浇铸成型。

三、

转子部分鼠笼型转子绕组n

绕线型转子绕组一般采用星形联结

，

三相绕组的出线端分别接在三个滑环上

，

经电刷引出

，

再串联电阻后短接起来。n

转子回路串电阻

，

可以改善电动机的起动性能或实现电动机调速。

三、

转子部分绕线型转子绕组三相异步电

动机的结构谢谢观看主讲老师：

白颖三相异步电动机的

铭牌数据主讲老师

：莫莉萍01铭牌铭牌上标有电动机的型号、

绕组的联结方式、

额定值等

，

这是正确使用电机的依据。型

号Y132S－6功率3kW频率50Hz电

压380V电

流7.2A联结Y转

速960r/min功率因数0.76绝缘等级B·额定值:一次绕组侧接交流电源。·

接法或者Y接法。三相异步电动机

1.铭牌（1）

电动机型号的含义

1.铭牌（1）

型号：Y132S－6

2p

=6

→

n1

=1000r/min（2）联结方式：通常三相异步电动机3kW以下者

，联结成星形

，4kW以上者

，联结成三角形（3）

额定转速nN

：电机在额定电压、额定负载下运行时的转子转速（4）

额定电流IN

：IN

=7.2A

→定子三相绕组的额定线电流（5）

额定电压

UN

：UN

=

380V→定子三相绕组应施加的线电压

1.铭牌（

2）

额定参数（6）

额定功率

PN

：

PN

=

3kW→转子轴上输出的机械功率

U

N

I

N

COS

N

电机的效率一般在η

=72－93%（7）额定功率因数cosφN额定负载时一般为0.7-0.9

，空载时约为0.2-0.3。实际中应选择合适容量的电机，

防止“大马”拉“小车”的现象。（8）

绝缘等级指电机绝缘材料能够承受的极限温度等级

，分为A、

E、

B、

F、

H、C六级，

A级最低105ºC

，C级最高大于180ºC。

1.铭牌（

2）

额定参数02三相异步电动机

主要系列介绍Y系列：

“Y

”,汉字意义代表

“异

”,指一般用途小型笼型转子三相异步电动

机。额定电压为380V

，

功率为5.5～

132kW

，

3kW及以下为星形（Y）联接

，

4kW及以上为三角形(△)联接。

目前发展成Y2、

Y3系列。Y系列三相异步电动机

2.三相异步电动机主要系列介绍YR系列：

“YR”,汉字意义代表

“异绕”

，

指绕线转子三相异步电动机。

2.三相异步电动机主要系列介绍起重用隔爆型绕线转子异步电机一般用途绕线转子异步电机高压绕线转子异步电机YD系列：

变极多速三相异步电动机。

“YD”,汉字意义代表

“异多”。

2.三相异步电动机主要系列介绍变极多速三相异步电动机YB系列：

防爆型异步电动机。

“YB”,汉字意义代表

“异爆”。

2.三相异步电动机主要系列介绍煤矿钻探设备防爆型电机综合采煤设备YQ系列：

高起动转矩异步电动机。

“YQ”,汉字意义代表

“异起”。

2.三相异步电动机主要系列介绍冶金设备等重载起动场合高起动转矩异步电动机高起动转矩异步电动机