电机的种类及工作原理

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1、7.1单相异步电动机7.2直线电动机7.3微型同步电动机7.4伺服电动机7.5测速电动机7.6自整角机7.7旋转变压器本章主要介绍单相异步电机、微型同步电动机、伺服电动机、测速电动机、自整角机、旋转变压器和步进电动机，除此之外，还将介绍两种新型电机：直线电动机和开关磁阻电动机。7.9开关磁阻电动机7.8步进电动机7.1单相异步电动机内容要点：一、概述1、应用情况广泛应用于家用电器（电风扇、电冰箱、洗衣机等）、空调设备、电动工具、医疗器械及轻工设备中。⒈了解单相感应电动机的结构特点、优缺点及应用情况；⒉掌握单相感

2、应电动机的工作原理，弄清单相感应电动机为什么没有起动转矩？⒊重点掌握单相感应电动机的的起动方法与类型。2、优缺点优点：结构简单，成本低廉，噪音小。缺点：与同容量三相感应电动机相比较，体积较大，功率因数及过载能力都较低。故单相感应电动机只能作成小容量：微型：几瓦～750瓦；小型：550瓦～3700瓦。2、结构继续继续与三相感应电动机相似，包括定子和转子两大部分。转子结构都是笼型的，定子铁心由硅钢片叠压而成。定子铁心上嵌有定子绕组。单相感应电动机正常工作时，一般只需要单相绕组即可，但单相绕组通以单相交流电时产生的磁

3、场是脉动磁场，单相运行的电动机没有起动转矩。为使电动机能自行起动和改善运行性能，除工作绕组（又称主绕组）外，在定子上还安装一个辅助的起动绕组（又称副绕组）。两个绕组在空间相距900或一定的电角度。二、基本工作原理1、单相绕组通入单相交流电时的情况单相交流绕组通入单相交流电流将产生脉动磁势，一个脉动磁势可以分解为两个大小相等、转速相同、转向相反的圆形旋转磁势。分别用F+、F-表示，建立起正转和反转磁场ф+、ф-，这两个磁场切割转子导体，产生感应电动势和感应电流，从而形成正反向电磁转矩Tem+、Tem-，叠加后即为

4、推动转子转动的合成转矩Tem。返回设电动机转速为n，则对正转磁场而言，转差率s+为对反转磁场而言，转差率s-为单相异步电动机的T=f(s)曲线分析：1）转子静止时，n=0,S=1，合成转矩为0。单相感应电动机无起动转矩，故单相异步电动机不能自行起动。三相异步电动机电源断一相，相当于一台单相异步电动机，故不能起动。2）当s≠1时，T≠0，且T无固定方向，取决于s的正负。一旦旋转，转向依外力方向而定，即在外力矩作用下，电机可朝外力方向旋转。三相感应电动机运行中断一相，电机仍能继续运转。3）由于存在负序转矩，使合成转

5、矩减小，过载能力低，TF不变，n下降→S上升→I2`上升→I1上升→温升增加。7.1.2单相异步电动机的主要类型一、分相起动电动机分相起动电动机包括电容起动电动机、电容电动机和电阻起动电动机根据获得旋转磁场方式的不同，主要分为分相电动机和罩极电动机1、电容起动电动机特点：ⅰ）起动绕组和电容按短时工作设计；ⅱ）电容起分相和提高功率因数的作用。由于起动绕组和电容按短时工作设计，因此，当n达75～80%n1时，离心开关自动打开。2、电容电动机电容电动机实质是一台两相异步电动机，起动绕组和电容应按长期工作设计。特点：ⅰ

6、）起动绕组和电容器按长期工作设计；ⅱ）过载能力、功率因数和效率均较高；ⅲ）容量能做到五十瓦至几千瓦；ⅳ）应用比较广泛，如应用于压气机、空调等。3电阻起动电动机在起动绕组中串联电阻来分相，即工作绕组电阻小，电抗大；起动绕组电阻大，电抗小。二、罩极电动机1、结构特点：定子作成凸极式，由硅钢片叠压而成，工作绕组为集中绕组，套在定子磁极上，每个极靴表面1/3～1/4处开有一个小槽，放入罩极绕组（短路环），如下图：2、工作原理在时间上滞后一个角度Ψ，而两个绕组在空间也相隔一个角度，产生旋转磁场，转向由未罩极部分转向罩极部

7、分。电机转向也由未罩极部分转向罩极部分。3、改变转向的方法：1）定子上绕制两套起动绕组；2）将定、转子反向安装。4、优缺点：起动转矩小，结构简单，不需要电容器。5、应用:用于小容量电动机中。如应用于小型风扇、电动模型和电唱机中。小结：1、单相异步电动机的结构特点、优缺点及应用情况，单相异步电动机广泛应用于家电、医疗器械、轻工设备中；2、单相感应电动机的工作原理，为什么没有起动转矩？3、单相感应电动机的的起动方法与类型1）分相起动电动机；2）罩极电动机。7.4伺服电动机7.4.1直流电动机一、直流伺服电机的结构分

8、类：普通型直流伺服电机；盘型电枢直流伺服电动机；空心杯直流伺服电动机；无槽直流伺服电动机。二、直流伺服电动机的运行特性1、机械特性定义：指在控制电压保持不变的情况下，直流伺服电动机的转速n随转矩变化的关系。式中：当转速为零时，电机转矩仅与电枢电压有关，此时的转矩称为堵转转矩当转矩为零时，电机转速仅与电枢电压有关，此时的转速称为理想空载转速直流伺服电动机的机械特性如下：2、调节特性定义：