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基本介紹

電機是指依據(jù)電磁感應(yīng)定律實現(xiàn)電能的轉(zhuǎn)換或傳遞的一種電磁裝置，或者將一種形式的電能轉(zhuǎn)換成另一種形式的電能。電動機是將電能轉(zhuǎn)換為機械能（俗稱馬達），發(fā)電機是將機械能轉(zhuǎn)換為電能。電動機在電路中用字母“M”（舊標準用“D”）表示。它的主要作用是產(chǎn)生驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，作為用電器或各種機械的動力源。

[3]

主要分類

分類概述

1、按工作電源種類劃分：可分為直流電機和交流電機。

1）直流電動機按結(jié)構(gòu)及工作原理可劃分：無刷直流電動機和有刷直流電動機。

有刷直流電動機可劃分：永磁直流電動機和電磁直流電動機。

電磁直流電動機劃分：串勵直流電動機、并勵直流電動機、他勵直流電動機和復(fù)勵直流電動機。

永磁直流電動機劃分：稀土永磁直流電動機、鐵氧體永磁直流電動機和鋁鎳鈷永磁直流電動機。

2）其中交流電機還可劃分：單相電機和三相電機。

2、按結(jié)構(gòu)和工作原理可劃分：可分為直流電動機、異步電動機、同步電動機。

1）同步電機可劃分：永磁同步電動機、磁阻同步電動機和磁滯同步電動機。

2）異步電機可劃分：感應(yīng)電動機和交流換向器電動機。

感應(yīng)電動機可劃分：三相異步電動機、單相異步電動機和罩極異步電動機等。

交流換向器電動機可劃分：單相串勵電動機、交直流兩用電動機和推斥電動機。

3、按起動與運行方式可劃分：電容起動式單相異步電動機、電容運轉(zhuǎn)式單相異步電動機、電容起動運轉(zhuǎn)式單相異步電動機和分相式單相異步電動機。

4、按用途可劃分：驅(qū)動用電動機和控制用電動機。

1）驅(qū)動用電動機可劃分：電動工具（包括鉆孔、拋光、磨光、開槽、切割、擴孔等工具）用電動機、家電（包括洗衣機、電風(fēng)扇、電冰箱、空調(diào)器、錄音機、錄像機、影碟機、吸塵器、照相機、電吹風(fēng)、電動剃須刀等）用電動機及其它通用小型機械設(shè)備（包括各種小型機床、小型機械、醫(yī)療器械、電子儀器等）用電動機。

2）控制用電動機又劃分：步進電動機和伺服電動機等。

5、按轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)可劃分：籠型感應(yīng)電動機（舊標準稱為鼠籠型異步電動機）和繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動機（舊標準稱為繞線型異步電動機）。

6、按運轉(zhuǎn)速度可劃分：高速電動機、低速電動機、恒速電動機、調(diào)速電動機。低速電動機又分為齒輪減速電動機、電磁減速電動機、力矩電動機和爪極同步電動機等。

調(diào)速電動機除可分為有級恒速電動機、無級恒速電動機、有級變速電動機和無級變速電動機外，還可分為電磁調(diào)速電動機、直流調(diào)速電動機、PWM變頻調(diào)速電動機和開關(guān)磁阻調(diào)速電動機。

異步電動機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速總是略低于旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速。

同步電動機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與負載大小無關(guān)而始終保持為同步轉(zhuǎn)速。

直流電動機

直流發(fā)電機工作原理

直流發(fā)電機的工作原理就是把電樞線圈中感應(yīng)的交變電動勢，靠換向器配合電刷的換向作用，使之從電刷端引出時變?yōu)橹绷麟妱觿莸脑怼?/p>

感應(yīng)電動勢的方向按右手定則確定（磁感線指向手心，大拇指指向?qū)w運動方向，其他四指的指向就是導(dǎo)體中感應(yīng)電動勢的方向）。

直流電動機的工作原理

導(dǎo)體受力的方向用左手定則確定。這一對電磁力形成了作用于電樞一個力矩，這個力矩在旋轉(zhuǎn)電機里稱為電磁轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩的方向是逆時針方向，企圖使電樞逆時針方向轉(zhuǎn)動。如果此電磁轉(zhuǎn)矩能夠克服電樞上的阻轉(zhuǎn)矩（例如由摩擦引起的阻轉(zhuǎn)矩以及其它負載轉(zhuǎn)矩），電樞就能按逆時針方向旋轉(zhuǎn)起來。

直流電機的原理結(jié)構(gòu)

直流電動機是依靠直流工作電壓運行的電動機，廣泛應(yīng)用于收錄機、錄像機、影碟機、電動剃須刀、[1]、電子表、玩具等。

一、電磁式直流電動機

電磁式直流電動機由定子磁極、轉(zhuǎn)子（電樞）、換向器（俗稱整流子）、電刷、機殼、軸承等構(gòu)成，

電磁式直流電動機的定子磁極（主磁極）由鐵心和勵磁繞組構(gòu)成。根據(jù)其勵磁（舊標準稱為激磁）方式的不同又可分為串勵直流電動機、并勵直流電動機、他勵直流電動機和復(fù)勵直流電動機。因勵磁方式不同，定子磁極磁通（由定子磁極的勵磁線圈通電后產(chǎn)生）的規(guī)律也不同。

串勵直流電動機的勵磁繞組與轉(zhuǎn)子繞組之間通過電刷和換向器相串聯(lián)，勵磁電流與電樞電流成正比，定子的磁通量隨著勵磁電流的增大而增大，轉(zhuǎn)矩近似與電樞電流的平方成正比，轉(zhuǎn)速隨轉(zhuǎn)矩或電流的增加而迅速下降。其起動轉(zhuǎn)矩可達額定轉(zhuǎn)矩的5倍以上，短時間過載轉(zhuǎn)矩可達額定轉(zhuǎn)矩的4倍以上，轉(zhuǎn)速變化率較大，空載轉(zhuǎn)速甚高（一般不允許其在空載下運行）?？赏ㄟ^用外用電阻器與串勵繞組串聯(lián)（或并聯(lián)）、或?qū)⒋畡罾@組并聯(lián)換接來實現(xiàn)調(diào)速。

并勵直流電動機的勵磁繞組與轉(zhuǎn)子繞組相并聯(lián)，其勵磁電流較恒定，起動轉(zhuǎn)矩與電樞電流成正比，起動電流約為額定電流的2.5倍左右。轉(zhuǎn)速則隨電流及轉(zhuǎn)矩的增大而略有下降，短時過載轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的1.5倍。轉(zhuǎn)速變化率較小，為5%~15%?？赏ㄟ^消弱磁場的恒功率來調(diào)速。

他勵直流電動機的勵磁繞組接到獨立的勵磁電源供電，其勵磁電流也較恒定，起動轉(zhuǎn)矩與電樞電流成正比。轉(zhuǎn)速變化也為5%~15%?？梢酝ㄟ^消弱磁場恒功率來提高轉(zhuǎn)速或通過降低轉(zhuǎn)子繞組的電壓來使轉(zhuǎn)速降低。

復(fù)勵直流電動機的定子磁極上除有并勵繞組外，還裝有與轉(zhuǎn)子繞組串聯(lián)的串勵繞組（其匝數(shù)較少）。串聯(lián)繞組產(chǎn)生磁通的方向與主繞組的磁通方向相同，起動轉(zhuǎn)矩約為額定轉(zhuǎn)矩的4倍左右，短時間過載轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的3.5倍左右。轉(zhuǎn)速變化率為25%~30%（與串聯(lián)繞組有關(guān)）。轉(zhuǎn)速可通過消弱磁場強度來調(diào)整。

換向器的換向片使用銀銅、鎘銅等合金材料，用高強度塑料模壓成。電刷與換向器滑動接觸，為轉(zhuǎn)子繞組提供電樞電流。電磁式直流電動機的電刷一般采用金屬石墨電刷或電化石墨電刷。轉(zhuǎn)子的鐵心采用硅鋼片疊壓而成，一般為12槽，內(nèi)嵌12組電樞繞組，各繞組間串聯(lián)接后，再分別與12片換向片連接。

直流電動機的勵磁方式

直流電機的勵磁方式是指對勵磁繞組如何供電、產(chǎn)生勵磁磁通勢而建立主磁場的問題。根據(jù)勵磁方式的不同，直流電機可分為下列幾種類型。

1、他勵直流電機

勵磁繞組與電樞繞組無聯(lián)接關(guān)系，而由其他直流電源對勵磁繞組供電的直流電機稱為他勵直流電機，接線如圖1.23（a）所示。圖中M表示電動機，若為發(fā)電機，則用G表示。永磁直流電機也可看作他勵直流電機。

2、并勵直流電機

并勵直流電機的勵磁繞組與電樞繞組相并聯(lián)。作為并勵發(fā)電機來說，是電機本身發(fā)出來的端電壓為勵磁繞組供電；作為并勵電動機來說，勵磁繞組與電樞共用同一電源，從性能上講與他勵直流電動機相同。

3、串勵直流電機

串勵直流電機的勵磁繞組與電樞繞組串聯(lián)后，再接于直流電源。這種直流電機的勵磁電流就是電樞電流。

4、復(fù)勵直流電機

復(fù)勵直流電機有并勵和串勵兩個勵磁繞組。若串勵繞組產(chǎn)生的磁通勢與并勵繞組產(chǎn)生的磁通勢方向相同稱為積復(fù)勵。若兩個磁通勢方向相反，則稱為差復(fù)勵。

不同勵磁方式的直流電機有著不同的特性。一般情況直流電動機的主要勵磁方式是并勵式、串勵式和復(fù)勵式，直流發(fā)電機的主要勵磁方式是他勵式、并勵式和和復(fù)勵式。

二、永磁式直流電動機

永磁式直流電動機也由定子磁極、轉(zhuǎn)子、電刷、外殼等組成，定子磁極采用永磁體，有鐵氧體、鋁鎳鈷、釹鐵硼等材料。按其結(jié)構(gòu)形式可分為圓筒型和瓦塊型等幾種。錄放機中使用的電多數(shù)為圓筒型磁體，而電動工具及汽車用電器中使用的電動機多數(shù)采用專塊型磁體。

轉(zhuǎn)子一般采用硅鋼片疊壓而成，較電磁式直流電動機轉(zhuǎn)子的槽數(shù)少。錄放機中使用的小功率電動機多數(shù)為3槽，較高檔的為5槽或7槽。漆包線繞在轉(zhuǎn)子鐵心的兩槽之間（三槽即有三個繞組），其各接頭分別焊在換向器的金屬片上。電刷是連接電源與轉(zhuǎn)子繞組的導(dǎo)電部件，具備導(dǎo)電與耐磨兩種性能。永磁電動機的電刷使用單性金屬片或金屬石墨電刷、電化石墨電刷。

錄放機中使用的永磁式直流電動機，采用電子穩(wěn)速電路或離心式穩(wěn)速裝置。

三、無刷直流電動機

無刷直流電動機是采用半導(dǎo)體開關(guān)器件來實現(xiàn)電子換向的，即用電子開關(guān)器件代替?zhèn)鹘y(tǒng)的接觸式換向器和電刷。它具有可靠性高、無換向火花、機械噪聲低等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于高檔錄音座、錄像機、電子儀器及自動化辦公設(shè)備中。

無刷直流電動機由永磁體轉(zhuǎn)子、多極繞組定子、位置傳感器等組成。位置傳感按轉(zhuǎn)子位置的變化，沿著一定次序?qū)Χㄗ永@組的電流進行換流（即檢測轉(zhuǎn)子磁極相對定子繞組的位置，并在確定的位置處產(chǎn)生位置傳感信號，經(jīng)信號轉(zhuǎn)換電路處理后去控制功率開關(guān)電路，按一定的邏輯關(guān)系進行繞組電流切換）。定子繞組的工作電壓由位置傳感器輸出控制的電子開關(guān)電路提供。

位置傳感器有磁敏式、光電式和電磁式三種類型。采用磁敏式位置傳感器的無刷直流電動機，其磁敏傳感器件（例如霍爾元件、磁敏二極管、磁敏詁極管、磁敏電阻器或?qū)Ｓ眉呻娐返龋┭b在定子組件上，用來檢測永磁體、轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的磁場變化。

采用光電式位置傳感器的無刷直流電動機，在定子組件上按一定位置配置了光電傳感器件，轉(zhuǎn)子上裝有遮光板，光源為發(fā)光二極管或小燈泡。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，由于遮光板的作用，定子上的光敏元器件將會按一定頻率間歇間生脈沖信號。

采用電磁式位置傳感器的無刷直流電動機，是在定子組件上安裝有電磁傳感器部件（例如耦合變壓器、接近開關(guān)、LC諧振電路等），當(dāng)永磁體轉(zhuǎn)子位置發(fā)生變化時，電磁效應(yīng)將使電磁傳感器產(chǎn)生高頻調(diào)制信號（其幅值隨轉(zhuǎn)子位置而變化）。

1、直流無刷電機的*性

直流電機具有響應(yīng)快速、較大的起動轉(zhuǎn)矩、從零轉(zhuǎn)速至額定轉(zhuǎn)速具備可提供額定轉(zhuǎn)矩的性能，但直流電機的優(yōu)點也正是它的缺點，因為直流電機要產(chǎn)生額定負載下恒定轉(zhuǎn)矩的性能，則電樞磁場與轉(zhuǎn)子磁場須恒維持90°，這就要藉由碳刷及整流子。碳刷及整流子在電機轉(zhuǎn)動時會產(chǎn)生火花、碳粉因此除了會造成組件損壞之外，使用場合也受到限制。交流電機沒有碳刷及整流子，免維護、堅固、應(yīng)用廣，但特性上若要達到相當(dāng)于直流電機的性能須用復(fù)雜控制技術(shù)才能達到?，F(xiàn)今半導(dǎo)體發(fā)展迅速功率組件切換頻率加快許多，提升驅(qū)動電機的性能。微處理機速度亦越來越快，可實現(xiàn)將交流電機控制置于一旋轉(zhuǎn)的兩軸直交坐標系統(tǒng)中，適當(dāng)控制交流電機在兩軸電流分量，達到類似直流電機控制并有與直流電機相當(dāng)?shù)男阅堋?/p>

此外已有很多微處理機將控制電機必需的功能做在芯片中，而且體積越來越?。幌衲M/數(shù)字轉(zhuǎn)換器（analog-to-digital converter，adc）、脈沖寬度調(diào)制（pulse wide modulator，pwm）…等。直流無刷電機即是以電子方式控制交流電機換相，得到類似直流電機特性又沒有直流電機機構(gòu)上缺失的一種應(yīng)用。

2、直流無刷電機的控制結(jié)構(gòu)

直流無刷電機是同步電機的一種，也就是說電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速受電機定子旋轉(zhuǎn)磁場的速度及轉(zhuǎn)子極數(shù)（p）影響：

n=120．f / p。在轉(zhuǎn)子極數(shù)固定情況下，改變定子旋轉(zhuǎn)磁場的頻率就可以改變轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。直流無刷電機即是將同步電機加上電子式控制（驅(qū)動器），控制定子旋轉(zhuǎn)磁場的頻率并將電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速回授至控制中心反復(fù)校正，以期達到接近直流電機特性的方式。也就是說直流無刷電機能夠在額定負載范圍內(nèi)當(dāng)負載變化時仍可以控制電機轉(zhuǎn)子維持一定的轉(zhuǎn)速。

直流無刷驅(qū)動器包括電源部及控制部、電源部提供三相電源給電機，控制部則依需求轉(zhuǎn)換輸入電源頻率。

電源部可以直接以直流電輸入（一般為24v）或以交流電輸入（110v/220 v），如果輸入是交流電就得先經(jīng)轉(zhuǎn)換器（converter）轉(zhuǎn)成直流。不論是直流電輸入或交流電輸入要轉(zhuǎn)入電機線圈前須先將直流電壓由換流器（inverter）轉(zhuǎn)成3相電壓來驅(qū)動電機。換流器（inverter）一般由6個功率晶體管（q1～q6）分為上臂（q1、q3、q5）/下臂（q2、q4、q6）連接電機作為控制流經(jīng)電機線圈的開關(guān)?？刂撇縿t提供pwm（脈沖寬度調(diào)制）決定功率晶體管開關(guān)頻度及換流器（inverter）換相的時機。直流無刷電機一般希望使用在當(dāng)負載變動時速度可以穩(wěn)定于設(shè)定值而不會變動太大的速度控制，所以電機內(nèi)部裝有能感應(yīng)磁場的霍爾傳感器（hall-sensor），作為速度之閉回路控制，同時也做為相序控制的依據(jù)。但這只是用來做為速度控制并不能拿來做為定位控制。

3、直流無刷電機的控制原理

要讓電機轉(zhuǎn)動起來，首先控制部就必須根據(jù)hall-sensor感應(yīng)到的電機轉(zhuǎn)子目前所在位置，然后依照定子繞線決定開啟（或關(guān)閉）換流器（inverter）中功率晶體管的順序，使電流依序流經(jīng)電機線圈產(chǎn)生順向（或逆向）旋轉(zhuǎn)磁場，并與轉(zhuǎn)子的磁鐵相互作用，如此就能使電機順時/逆時轉(zhuǎn)動。當(dāng)電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動到hall-sensor感應(yīng)出另一組信號的位置時，控制部又再開啟下一組功率晶體管，如此循環(huán)電機就可以依同一方向繼續(xù)轉(zhuǎn)動直到控制部決定要電機轉(zhuǎn)子停止則關(guān)閉功率晶體管（或只開下臂功率晶體管）；要電機轉(zhuǎn)子反向則功率晶體管開啟順序相反。

異步電動機

一、交流異步電動機

交流異步電動機是交流電壓運行的電動機，廣泛應(yīng)用于電風(fēng)扇、電冰箱、洗衣機、空調(diào)器、電吹風(fēng)、吸塵器、油煙機、洗碗機、電動縫紉機、食品加工機等家用電器及各種電動工具、小型機電設(shè)備中。

交流電異步電動機分為感應(yīng)電動機和交流換向器電動機。感應(yīng)電動機又分為單相異步電動機、交直流兩用電動機和推斥電動機。

電機的轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速）小于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速，從而叫為異步電機。它和感應(yīng)電機基本上是相同的。s=（ns-n）/ns。s為轉(zhuǎn)差率，

ns為磁場轉(zhuǎn)速，n為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。

基本原理：

1、當(dāng)三相異步電機接入三相交流電源時，三相定子繞組流過三相對稱電流產(chǎn)生的三相磁動勢（定子旋轉(zhuǎn)磁動勢）并產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。

2、該旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子導(dǎo)體有相對切割運動，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體產(chǎn)生感應(yīng)電動勢并產(chǎn)生感應(yīng)電流。

3、根據(jù)電磁力定律，載流的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在磁場中受到電磁力作用，形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，當(dāng)電動機軸上帶機械負載時，便向外輸出機械能。

異步電機是一種交流電機，其負載時的轉(zhuǎn)速與所接電網(wǎng)的頻率之比不是恒定關(guān)系。還隨著負載的大小發(fā)生變化。負載轉(zhuǎn)矩越大，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速越低。異步電機包括感應(yīng)電機、雙饋異步電機和交流換向器電機。感應(yīng)電機應(yīng)用廣，在不致引起誤解或混淆的情況下，一般可稱感應(yīng)電機為異步電機。

普通異步電機的定子繞組接交流電網(wǎng)，轉(zhuǎn)子繞組不需與其他電源連接。因此，它具有結(jié)構(gòu)簡單，制造、使用和維護方便，運行可靠以及質(zhì)量較小，成本較低等優(yōu)點。異步電機有較高的運行效率和較好的工作特性，從空載到滿載范圍內(nèi)接近恒速運行，能滿足大多數(shù)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機械的傳動要求。異步電機還便于派生成各種防護型式，以適應(yīng)不同環(huán)境條件的需要。異步電機運行時，必須從電網(wǎng)吸取無功勵磁功率，使電網(wǎng)的功率因數(shù)變壞。因此，對驅(qū)動球磨機、壓縮機等大功率、低轉(zhuǎn)速的機械設(shè)備，常采用同步電機。由于異步電機的轉(zhuǎn)速與其旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速有一定的轉(zhuǎn)差關(guān)系，其調(diào)速性能較差（交流換向器電動機除外）。對要求較寬廣和平滑調(diào)速范圍的交通運輸機械、軋機、大型機床、印染及造紙機械等，采用直流電機較經(jīng)濟、方便。但隨著大功率電子器件及交流調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展，目前適用于寬調(diào)速的異步電機的調(diào)速性能及經(jīng)濟性已可與直流電機的相媲美。

二、單相異步電動機

單相異步電動機由定子、轉(zhuǎn)子、軸承、機殼、端蓋等構(gòu)成。

定子由機座和帶繞組的鐵心組成。鐵心由硅鋼片沖槽疊壓而成，槽內(nèi)嵌裝兩套空間互隔90°電角度的主繞組（也稱運行繞組）和輔繞組（也稱起動繞組成副繞組）。主繞組接交流電源，輔繞組串接離心開關(guān)S或起動電容、運行電容等之后，再接入電源。

轉(zhuǎn)子為籠型鑄鋁轉(zhuǎn)子，它是將鐵心疊壓后用鋁鑄入鐵心的槽中，并一起鑄出端環(huán)，使轉(zhuǎn)子導(dǎo)條短路成鼠籠型。

單相異步電動機又分為單相電阻起動異步電動機，單相電容起動異步電動機、單相電容運轉(zhuǎn)異步電動機和單相雙值電容異步電動機。

三、三相異步電動機

三相異步電動機的結(jié)構(gòu)與單相異步電動機相似，其定子鐵心槽中嵌裝三相繞組（有單層鏈式、單層同心式和單層交叉式三種結(jié)構(gòu)）。定子繞組成接入三相交流電源后，繞組電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場，在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流，轉(zhuǎn)子在感應(yīng)電流和氣隙旋轉(zhuǎn)磁場的相互作用下，又產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)柜（即異步轉(zhuǎn)柜），使電動機旋轉(zhuǎn)。

四、罩極式電動機

罩極式電動機是單向交流電動機中簡單的一種，通常采用籠型斜槽鑄鋁轉(zhuǎn)子。它根據(jù)定子外形結(jié)構(gòu)的不同，又分為凸極式罩極電動機隱極式罩極電動機。

凸極式罩極電動機的定子鐵心外形為方形、矩形或圓形的磁場框架，磁極凸出，每個磁極上均有1個或多個起輔助作用的短路銅環(huán)，即罩極繞組。凸極磁極上的集中繞組作為主繞組。

隱極式罩極電動機的定子鐵心與普通單相電動機的鐵心相同，其定子繞組采用分布繞組，主繞組分布于定子槽內(nèi)，罩極繞組不用短路銅環(huán)，而是用較粗的漆包線繞成分布繞組（串聯(lián)后自行短路）嵌裝在定子槽中（約為總槽數(shù)的2/3），起輔助組的作用。主繞組與罩極繞組在空間相距一定的角度。

當(dāng)罩極電動機的主繞組通電后，罩極繞組也會產(chǎn)生感應(yīng)電流，使定子磁極被罩極繞組罩住部分的磁通與未罩部分向被罩部分的方向旋轉(zhuǎn)。

五、單相串勵電動機

單相串勵電動機的定子由凸極鐵心和勵磁繞組組成，轉(zhuǎn)子由隱極鐵心、電樞繞組、換向器及轉(zhuǎn)軸等組成。勵磁繞組與電樞繞組之間通過電刷和換向器形成串聯(lián)回路。

單相串勵電動機屬于交、直流兩用電動機，它既可以使用交流電源工作，也可以使用直流電源工作。

同步電機

同步電機和感應(yīng)電機一樣是一種常用的交流電機。特點是：穩(wěn)態(tài)運行時，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速和電網(wǎng)頻率之間又不變得關(guān)系n=ns=60f/p，ns成為同步轉(zhuǎn)速。若電網(wǎng)的頻率不變，則穩(wěn)態(tài)時同步電機的轉(zhuǎn)速恒為常數(shù)而與負載的大小無關(guān)。同步電機分為同步發(fā)電機和同步電動機?，F(xiàn)代發(fā)電廠中的交流機以同步電機為主。

工作原理　　

主磁場的建立：勵磁繞組通以直流勵磁電流，建立極性相間的勵磁磁場，即建立起主磁場。

載流導(dǎo)體：三相對稱的電樞繞組充當(dāng)功率繞組，成為感應(yīng)電勢或者感應(yīng)電流的載體。

切割運動：原動機拖動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)（給電機輸入機械能），極性相間的勵磁磁場隨軸一起旋轉(zhuǎn)并順次切割定子各相繞組（相當(dāng)于繞組的導(dǎo)體反向切割勵磁磁場）。

交變電勢的產(chǎn)生：由于電樞繞組與主磁場之間的相對切割運動，電樞繞組中將會感應(yīng)出大小和方向按周期性變化的三 相 對稱交變電勢。通過引出線，即可提供交流電源。

交變性與對稱性：由于旋轉(zhuǎn)磁場極性相間，使得感應(yīng)電勢的極性交變；由于電樞繞組的對稱性，保證了感應(yīng)電勢的三相對稱性。

一、交流同步電動機

交流同步電動機是一種恒速驅(qū)動電動機，其轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與電源頻率保持恒定的比例關(guān)系，被廣泛應(yīng)用于電子儀器儀表、辦公設(shè)備、紡織機械等。

二、永磁同步電動機

永磁同步電動機屬于異步啟動永磁同步電動機，其磁場系統(tǒng)由一個或多個永磁體組成，通常是在用鑄鋁或銅條焊接而成的籠型轉(zhuǎn)子的內(nèi)部，按所需的極數(shù)裝鑲有永磁體的磁極。定子結(jié)構(gòu)與異步電動機類似。

當(dāng)定子繞組接通電源后，電動機以異步電動機原理起動動轉(zhuǎn)，加速運轉(zhuǎn)至同步轉(zhuǎn)速時，由轉(zhuǎn)子永磁磁場和定子磁場產(chǎn)生的同步電磁轉(zhuǎn)矩（由轉(zhuǎn)子永磁磁場產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩與定子磁場產(chǎn)生的磁阻轉(zhuǎn)矩合成）將轉(zhuǎn)子牽入同步，電動機進入同步運行。

磁阻同步電動機 磁阻同步電動機也稱反應(yīng)式同步電動機，是利用轉(zhuǎn)子交軸和直軸磁阻不等而產(chǎn)生磁阻轉(zhuǎn)矩的同步電動機，其定子與異步電動機的定子結(jié)構(gòu)類似，只是轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)不同。

三、磁阻同步電動機

同籠型異步電動機演變來的，為了使電動機能產(chǎn)生異步起動轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子還設(shè)有籠型鑄鋁繞阻。轉(zhuǎn)子上開設(shè)有與定子極數(shù)相對應(yīng)的反應(yīng)槽（僅有凸極部分的作用，無勵磁繞組），用來產(chǎn)生磁阻同步轉(zhuǎn)矩。根據(jù)轉(zhuǎn)子上反應(yīng)槽的結(jié)構(gòu)的不同，可分為內(nèi)反應(yīng)式轉(zhuǎn)子、外反應(yīng)式轉(zhuǎn)子和內(nèi)外反應(yīng)式轉(zhuǎn)子，其中，外反應(yīng)式轉(zhuǎn)子反應(yīng)槽開地轉(zhuǎn)子外圓，使其直軸與交軸方向氣隙不等。內(nèi)反應(yīng)式轉(zhuǎn)子的內(nèi)部開有溝槽，使交軸方向磁通受阻，磁阻加大。內(nèi)外反應(yīng)式轉(zhuǎn)子結(jié)合以上兩種轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)特點，直軸與交軸差別較大，使電動機的力能較大。磁阻同步電動機也分為單相電容運轉(zhuǎn)式、單相電容起動式、單相雙值電容式等多種類型。

四、磁滯同步電動機

磁滯同步電動機是利用磁滯材料產(chǎn)生磁滯轉(zhuǎn)矩而工作的同步電動機。它分為內(nèi)轉(zhuǎn)子式磁滯同步電動機、外轉(zhuǎn)子式磁滯同步電動機和單相罩極式磁滯同步電動機。

內(nèi)轉(zhuǎn)子式磁滯同步電動機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)為隱極式，外觀為光滑的圓柱體，轉(zhuǎn)子上無繞組，但鐵心外圓上有用磁滯材料制成的環(huán)狀有效層。

定子繞組接通電源后，產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場使磁滯轉(zhuǎn)子產(chǎn)生異步轉(zhuǎn)矩而起動旋轉(zhuǎn)，隨后自行牽入同步運轉(zhuǎn)狀態(tài)。在電動機異步運行時，定子旋轉(zhuǎn)磁場以轉(zhuǎn)差頻率反復(fù)地磁化轉(zhuǎn)子；在同步運行時，轉(zhuǎn)子上的磁滯材料被磁化而出現(xiàn)了永磁磁極，從而產(chǎn)生同步轉(zhuǎn)矩。軟啟動器采用三相反并聯(lián)晶閘管作為調(diào)壓器，將其接入電源和電動機定子之間。這種電路如三相全控橋式整流電路。使用軟啟動器啟動電動機時，晶閘管的輸出電壓逐漸增加，電動機逐漸加速，直到晶閘管全導(dǎo)通，電動機工作在額定電壓的機械特性上，實現(xiàn)平滑啟動，降低啟動電流，避免啟動過流跳閘。待電機達到額定轉(zhuǎn)數(shù)時，啟動過程結(jié)束，軟啟動器自動用旁路接觸器取代已完成任務(wù)的晶閘管，為電動機正常運轉(zhuǎn)提供額定電壓，以降低晶閘管的熱損耗，延長軟啟動器的使用壽命，提高其工作效率，又使電網(wǎng)避免了諧波污染。軟啟動器同時還提供軟停車功能，軟停車與軟啟動過程相反，電壓逐漸降低，轉(zhuǎn)數(shù)逐漸下降到零，避免自由停車引起的轉(zhuǎn)矩沖擊。

減速電機

減速電機是指減速機和電機（馬達）的集成體。這種集成體通常也可稱為齒輪馬達或齒輪電機。通常由專業(yè)的減速機生產(chǎn)廠進行集成組裝好后成套供貨。減速電機廣泛應(yīng)用于鋼鐵行業(yè)、機械行業(yè)等。使用減速電機的優(yōu)點是簡化設(shè)計、節(jié)省空間。

1、減速電機結(jié)合國際技術(shù)要求制造，具有很高的科技含量。

2、節(jié)省空間，可靠耐用，承受過載能力高，功率可達95KW以上。

3、能耗低，性能*，減速機效率高達95%以上。

4、振動小，噪音低，節(jié)能高，選用優(yōu)質(zhì)段鋼材料，鋼性鑄鐵箱體，齒輪表面經(jīng)過高頻熱處理。

5、經(jīng)過精密加工，確保定位精度，這一切構(gòu)成了齒輪傳動總成的齒輪減速電機配置了各類電機，形成了機電一體化，保證了產(chǎn)品使用質(zhì)量特征。

6、產(chǎn)品采用了系列化、模塊化的設(shè)計思想，有廣泛的適應(yīng)性，本系列產(chǎn)品有極其多的電機組合、安裝位置和結(jié)構(gòu)方案，可按實際需要選擇任意轉(zhuǎn)速和各種結(jié)構(gòu)形式。

減速電機分類：

1、大功率齒輪減速電機

2、同軸式斜齒輪減速電機

3、平行軸斜齒輪減速電機

4、螺旋錐齒輪減速電機

5、YCJ系列齒輪減速電機

減速電機廣泛應(yīng)用于冶金、礦山、起重、運輸、水泥、建筑、化工、紡織、印染、制藥等各種通用機械設(shè)備的減速傳動機構(gòu)。

變頻電機

變頻技術(shù)實際是利用電機控制學(xué)原理，通過所謂的變頻器，對電機進行控制。用于此類控制的電機叫做變頻電機。

常見的變頻電機包括：三相異步電機、直流無刷電機、交流無刷電機及開關(guān)磁阻電機等。

變頻電機的控制原理

通常變頻電機的控制策略為：基速下恒轉(zhuǎn)矩控制、基速以上恒功率控制、超高速范圍弱磁控制。

基速：由于電機運轉(zhuǎn)時會產(chǎn)生反電動勢，而反電動勢的大小通常與轉(zhuǎn)速成正比。因此當(dāng)電機運轉(zhuǎn)到一定速度時，由于反電動勢大小與外加電壓大小相同，此時的速度稱為基速。

恒轉(zhuǎn)矩控制：電機在基速下，進行恒轉(zhuǎn)矩控制。此時電機的反電動勢E與電機的轉(zhuǎn)速成正比。又電機的輸出功率與電機的轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速乘積成正比，因此此時電機功率與轉(zhuǎn)速成正比。

恒功率控制：當(dāng)電機超過基速后，通過調(diào)節(jié)電機勵磁電流來使電機的反電動勢基本保持恒定，以此提高電機的轉(zhuǎn)速。此時，電機的輸出功率基本保持恒定，但電機轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成反比例下降。

弱磁控制：當(dāng)電機轉(zhuǎn)速超過一定數(shù)值后，勵磁電流已經(jīng)相當(dāng)小，基本不能再調(diào)節(jié)，此時進入弱磁控制階段。

電動機的調(diào)速與控制，是工農(nóng)業(yè)各類機械及辦公、民生電器設(shè)備的基礎(chǔ)技術(shù)之一。隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)的驚人發(fā)展，采用“專用變頻感應(yīng)電動機+變頻器”的交流調(diào)速方式，正在以其性能和經(jīng)濟性，在調(diào)速領(lǐng)域，引導(dǎo)了一場取代傳統(tǒng)調(diào)速方式的更新?lián)Q代的變革。它給各行各業(yè)帶來的福音在于：使機械自動化程度和生產(chǎn)效率大為提高、節(jié)約能源、提高產(chǎn)品合格率及產(chǎn)品質(zhì)量、電源系統(tǒng)容量相應(yīng)提高、設(shè)備小型化、增加舒適性，目前正以很快的速度取代傳統(tǒng)的機械調(diào)速和直流調(diào)速方案。

由于變頻電源的特殊性，以及系統(tǒng)對高速或低速運轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)速動態(tài)響應(yīng)等需求，對作為動力主體的電動機，提出了苛刻的要求，給電動機帶來了在電磁、結(jié)構(gòu)、絕緣各方面新的課題。

變頻電機的應(yīng)用

變頻調(diào)速目前已經(jīng)成為主流的調(diào)速方案，可廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)無級變速傳動。

特別是隨著變頻器在工業(yè)控制領(lǐng)域內(nèi)日益廣泛的應(yīng)用，變頻電機的使用也日益廣泛起來，可以這樣說由于變頻電機在變頻控制方面較普通電機的*性，凡是用到變頻器的地方我們都不難看到變頻電機的身影。

直線電機

機床上傳統(tǒng)的“旋轉(zhuǎn)電機 + 滾珠絲杠”進給傳動方式，由于受自身結(jié)構(gòu)的限制，在進給速度、加速度、快速定位精度等方面很難有突破性的提高，已無法滿足超高速切削、超精密加工對機床進給系統(tǒng)伺服性能提出的更高要求。直線電機將電能直接轉(zhuǎn)換成直線運動機械能，不需要任何中間轉(zhuǎn)換機構(gòu)的傳動裝置。具有起動推力大、傳動剛度高、動態(tài)響應(yīng)快、定位精度高、行程長度不受限制等優(yōu)點。在機床進給系統(tǒng)中，采用直線電動機直接驅(qū)動與原旋轉(zhuǎn)電機傳動的最大區(qū)別是取消了從電機到工作臺（拖板）之間的機械傳動環(huán)節(jié)，把機床進給傳動鏈的長度縮短為零，因而這種傳動方式又被稱為“零傳動”。正是由于這種“零傳動”方式,帶來了原旋轉(zhuǎn)電機驅(qū)動方式無法達到的性能指標和優(yōu)點。

1、高速響應(yīng)

由于系統(tǒng)中直接取消了一些響應(yīng)時間常數(shù)較大的機械傳動件（如絲杠等），使整個閉環(huán)控制系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)性能大大提高，反應(yīng)異常靈敏快捷。

2、精度

直線驅(qū)動系統(tǒng)取消了由于絲杠等機械機構(gòu)產(chǎn)生的傳動間隙和誤差，減少了插補運動時因傳動系統(tǒng)滯后帶來的跟蹤誤差。通過直線位置檢測反饋控制，即可大大提高機床的定位精度。

3、動剛度高由于“直接驅(qū)動”，避免了啟動、變速和換向時因中間傳動環(huán)節(jié)的彈性變形、摩擦磨損和反向間隙造成的運動滯后現(xiàn)象，同時也提高了其傳動剛度[2]。

4、速度快、加減速過程短

由于直線電動機最早主要用于磁懸浮列車（時速可達500km/h），所以用在機床進給驅(qū)動中，要滿足其超高速切削的最大進給速度（要求達60～100M/min 或更高）當(dāng)然是沒有問題的。也由于上述“零傳動”的高速響應(yīng)性，使其加減速過程大大縮短。以實現(xiàn)起動時瞬間達到高速，高速運行時又能瞬間準停。可獲得較高的加速度，一般可達2～10g（g=9.8m/s2），而滾珠絲杠傳動的最大加速度一般只有0.1～0.5g。

5、行程長度不受限制在導(dǎo)軌上通過串聯(lián)直線電機，就可以無限延長其行程長度。

6、運動動安靜、噪音低。由于取消了傳動絲杠等部件的機械摩擦，且導(dǎo)軌又可采用滾動導(dǎo)軌或磁墊懸浮導(dǎo)軌（無機械接觸），其運動時噪音將大大降低。

7、效率高。由于無中間傳動環(huán)節(jié)，消除了機械摩擦?xí)r的能量損耗，傳動效率大大提高。

安裝準備工作

一次聽四川成都電機廠的一位電機維修師傅總結(jié)的電機在安裝前的準備工作的經(jīng)驗，聽后很有感觸，發(fā)布出來，希望能夠?qū)Υ蠹矣杏茫?/p>

1、開箱后應(yīng)仔細清除電機上的塵土及軸伸部位的防銹層，同時注意小要損傷各結(jié)合部位的密封。

2、檢查電機銘牌數(shù)據(jù)是否符合要求，并應(yīng)特別注意出廠日期，仔細檢查電機在運輸過程中有無變形或損壞，緊固件是否松動或脫落，并盤車轉(zhuǎn)動電機是否靈活。如電機的儲存時間超過一年，應(yīng)仔細檢查釉承和軸承位有無銹蝕，脂潤滑的滾動軸承應(yīng)更換潤滑脂。

3、核查電機實際外形安裝尺寸與隨機外形安裝圖是否吻合，與主機是否符合，備品配件是否齊全。

4、繞線式電動機需除掉導(dǎo)電滑環(huán)（集電環(huán)）上的塑料薄膜保護層，并檢查滑環(huán)上的碳刷裝置及各滑環(huán)和碳刷上的導(dǎo)電線是否短路和松動，并將導(dǎo)電滑環(huán)上的防銹油清除干凈，避免電機運行時打火。

5、安裝前安裝人員必須熟悉制造廠所供給的隨機技術(shù)文件：如產(chǎn)品說明書，裝箱單、隨機外形圖等技術(shù)文件。

6、檢查并調(diào)整基礎(chǔ)高度及平面度，校對地腳螺孔的位置和尺寸。

7、開始安裝前應(yīng)校正對起重設(shè)備的容量，是否足夠?qū)ψ钪丶钠鸬?，并且起吊方法也?yīng)預(yù)先加以考慮。

8、安裝前應(yīng)充分考慮電機的安裝次序及在安裝過程中，各階段所用工具、量具及輔助材料等。

基本結(jié)構(gòu)

一、三相異步電動機的結(jié)構(gòu)，由定子、轉(zhuǎn)子和其它附件組成。

（一）定子（靜止部分）

1、定子鐵心

作用：電機磁路的一部分，并在其上放置定子繞組。

構(gòu)造：定子鐵心一般由0.35~0.5毫米厚表面具有絕緣層的硅鋼片沖制、疊壓而成，在鐵心的內(nèi)圓沖有均勻分布的槽，用以嵌放定子繞組。

定子鐵心槽型有以下幾種：

半閉口型槽：電動機的效率和功率因數(shù)較高，但繞組嵌線和絕緣都較困難。一般用于小型低壓電機中。 半開口型槽：可嵌放成型繞組，一般用于大型、中型低壓電機。所謂成型繞組即繞組可事先經(jīng)過絕緣處理后再放入槽內(nèi)。

開口型槽：用以嵌放成型繞組，絕緣方法方便，主要用在高壓電機中。

2、定子繞組

作用：是電動機的電路部分，通入三相交流電，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。

構(gòu)造：由三個在空間互隔120°電角度、隊稱排列的結(jié)構(gòu)相同繞組連接而成，這些繞組的各個線圈按一定規(guī)律分別嵌放在定子各槽內(nèi)。

定子繞組的主要絕緣項目有以下三種：（保證繞組的各導(dǎo)電部分與鐵心間的可靠絕緣以及繞組本身間的可靠絕緣）。

1）對地絕緣：定子繞組整體與定子鐵心間的絕緣。

2）相間絕緣：各相定子繞組間的絕緣。

3）匝間絕緣：每相定子繞組各線匝間的絕緣。

電動機接線盒內(nèi)的接線：

電動機接線盒內(nèi)都有一塊接線板，三相繞組的六個線頭排成上下兩排，并規(guī)定上排三個接線樁自左至右排列的編號為1（U1）、2（V1）、3（W1），下排三個接線樁自左至右排列的編號為6（W2）、4（U2）、5（V2），.將三相繞組接成星形接法或三角形接法。凡制造和維修時均應(yīng)按這個序號排列。

3、機座

作用：固定定子鐵心與前后端蓋以支撐轉(zhuǎn)子，并起防護、散熱等作用。

構(gòu)造：機座通常為鑄鐵件，大型異步電動機機座一般用鋼板焊成，微型電動機的機座采用鑄鋁件。封閉式電機的機座外面有散熱筋以增加散熱面積，防護式電機的機座兩端端蓋開有通風(fēng)孔，使電動機內(nèi)外的空氣可直接對流，以利于散熱。

（二）轉(zhuǎn)子（旋轉(zhuǎn)部分）

1、三相異步電動機的轉(zhuǎn)子鐵心：

作用：作為電機磁路的一部分以及在鐵心槽內(nèi)放置轉(zhuǎn)子繞組。

構(gòu)造：所用材料與定子一樣，由0.5毫米厚的硅鋼片沖制、疊壓而成，硅鋼片外圓沖有均勻分布的孔，用來安置轉(zhuǎn)子繞組。通常用定子鐵心沖落后的硅鋼片內(nèi)圓來沖制轉(zhuǎn)子鐵心。一般小型異步電動機的轉(zhuǎn)子鐵心直接壓裝在轉(zhuǎn)軸上，大、中型異步電動機（轉(zhuǎn)子直徑在300~400毫米以上）的轉(zhuǎn)子鐵心則借助與轉(zhuǎn)子支架壓在轉(zhuǎn)軸上。

2、三相異步電動機的轉(zhuǎn)子繞組

作用：切割定子旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生感應(yīng)電動勢及電流，并形成電磁轉(zhuǎn)矩而使電動機旋轉(zhuǎn)。

構(gòu)造：分為鼠籠式轉(zhuǎn)子和繞線式轉(zhuǎn)子。

1）鼠籠式轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子繞組由插入轉(zhuǎn)子槽中的多根導(dǎo)條和兩個環(huán)行的端環(huán)組成。若去掉轉(zhuǎn)子鐵心，整個繞組的外形像一個鼠籠，故稱籠型繞組。小型籠型電動機采用鑄鋁轉(zhuǎn)子繞組，對于100KW以上的電動機采用銅條和銅端環(huán)焊接而成。

2）繞線式轉(zhuǎn)子：繞線轉(zhuǎn)子繞組與定子繞組相似，也是一個對稱的三相繞組，一般接成星形，三個出線頭接到轉(zhuǎn)軸的三個集流環(huán)上，再通過電刷與外電路聯(lián)接。

特點：結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，故繞線式電動機的應(yīng)用不如鼠籠式電動機廣泛。但通過集流環(huán)和電刷在轉(zhuǎn)子繞組回路中串入附加電阻等元件，用以改善異步電動機的起、制動性能及調(diào)速性能，故在要求一定范圍內(nèi)進行平滑調(diào)速的設(shè)備，如吊車、電梯、空氣壓縮機等上面采用。

（三）三相異步電動機的其它附件

1、端蓋：支撐作用。

2、軸承：連接轉(zhuǎn)動部分與不動部分。

3、軸承端蓋：保護軸承。

4、風(fēng)扇：冷卻電動機。

二、直流電動機采用八角形全疊片結(jié)構(gòu)，不僅空間利用率高，而且當(dāng)采用靜止整流器供電時，能承受脈動電流和快速的負載電流變化。直流電動機一般不帶串勵繞組，適用于需要正、反 電動機轉(zhuǎn)的自動控制技術(shù)中。根據(jù)用戶需要也可以制成帶串勵繞組。中心高100～280mm的電動機無補償繞組，但中心高250mm、280mm的電動機根據(jù)具體情況和需要可以制成帶補償繞組，中心高315～450mm的電動機帶有補償繞組。中心高500～710mm的電動機外形安裝尺寸及技術(shù)要求均符合IEC國際標準，電機的機械尺寸公差符合ISO國際標準。

檢查方法

起動前的檢查方法：

1、新的或長期停用的電機，使用前應(yīng)檢查繞組間和繞組對地絕緣電阻。通常對500V以下的電機用500V絕緣電阻表；對500-1000V的電機用1000V絕緣電阻表；對1000V以上的電機用2500V絕緣電阻表。絕緣電阻每千伏工作電壓不得小于1MΩ，并應(yīng)在電機冷卻狀態(tài)下測量。

2、檢查電機的外表有無裂紋，各緊固螺釘及零件是否齊全，電機的固定情況是否良好。

3、檢查電機傳動機構(gòu)的工作是否可靠。

4、根據(jù)銘牌所示數(shù)據(jù)，如電壓、功率、頻率、聯(lián)結(jié)、轉(zhuǎn)速等與電源、負載比較是否相符。

5、檢查電機的通風(fēng)情況及軸承潤滑情況是否正常。

6、扳動電機轉(zhuǎn)軸，檢查轉(zhuǎn)子能否自由轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動時有無雜聲。

7、檢查電機的電刷裝配情況及舉刷機構(gòu)是否靈活，舉刷手柄的位置是否正確。

8、檢查電機接地裝置是否可靠。

行業(yè)標準

GB/T 1993-1993 旋轉(zhuǎn)電機冷卻方法

GB 20237-2006 起重冶金和屏蔽電機安全要求

GB/T 2900.25-2008 電工術(shù)語 旋轉(zhuǎn)電機

GB/T 2900.26-2008 電工術(shù)語 控制電機

GB 4831-1984 電機產(chǎn)品型號編制方法

GB 4826-1984 電機功率等級

JB/T 1093-1983 牽引電機基本試驗方法

主要用途

1、伺服電動機

伺服電動機廣泛應(yīng)用于各種控制系統(tǒng)中，能將輸入的電壓信號轉(zhuǎn)換為電機軸上的機械輸出量，拖動被控制元件，從而達到控制目的。

伺服電動機有直流和交流之分，最早的伺服電動機是一般的直流電動機，在控制精度不高的情況下，才采用一般的直流電機做伺服電動機。目前的直流伺服電動機從結(jié)構(gòu)上講，就是小功率的直流電動機，其勵磁多采用電樞控制和磁場控制，但通常采用電樞控制。

2、步進電動機

步進電動機主要應(yīng)用在數(shù)控機床制造領(lǐng)域，由于步進電動機不需要A/D轉(zhuǎn)換，能夠直接將數(shù)字脈沖信號轉(zhuǎn)化成為角位移，所以一直被認為是理想的數(shù)控機床執(zhí)行元件。

除了在數(shù)控機床上的應(yīng)用，步進電機也可以用在其他的機械上，比如作為自動送料機中的馬達，作為通用的軟盤驅(qū)動器的馬達，也可以應(yīng)用在打印機和繪圖儀中。

3、力矩電動機

力矩電動機具有低轉(zhuǎn)速和大力矩的特點。一般在紡織工業(yè)中經(jīng)常使用交流力矩電動機，其工作原理和結(jié)構(gòu)和單相異步電動機的相同。

4、開關(guān)磁阻電動機

開關(guān)磁阻電動機是一種新型調(diào)速電動機，結(jié)構(gòu)極其簡單且堅固，成本低，調(diào)速性能優(yōu)異，是傳統(tǒng)控制電動機強有力競爭者，具有強大的市場潛力。

5、無刷直流電動機

無刷直流電動機的機械特性和調(diào)節(jié)特性的線性度好，調(diào)速范圍廣，壽命長，維護方便噪聲小，不存在因電刷而引起的一系列問題，所以這種電動機在控制系統(tǒng)中有很大的應(yīng)用。

6、直流電動機

直流電動機具有調(diào)速性能好、起動容易、能夠載重起動等優(yōu)點，所以目前直流電動機的應(yīng)用仍然很廣泛，尤其在可控硅直流電源出現(xiàn)以后。

7、異步電動機

異步電動機具有結(jié)構(gòu)簡單，制造、使用和維護方便，運行可靠以及質(zhì)量較小，成本較低等優(yōu)點。異步電動機主要廣泛應(yīng)用于驅(qū)動機床、水泵、鼓風(fēng)機、壓縮機、起重卷揚設(shè)備、礦山機械、輕工機械、農(nóng)副產(chǎn)品加工機械等大多數(shù)工農(nóng)生產(chǎn)機械以及家用電器和醫(yī)療器械等。

在家用電器中應(yīng)用比較多，例如電扇、電冰箱、空調(diào)、吸塵器等。

8、同步電動機

同步電動機主要用于大型機械，如鼓風(fēng)機、水泵、球磨機、壓縮機、軋鋼機以及小型、微型儀器設(shè)備或者充當(dāng)控制元件。其中三相同步電動機是其主體。此外，還可以當(dāng)調(diào)相機使用，向電網(wǎng)輸送電感性或者電容性無功功率。

保養(yǎng)方法

專業(yè)電機保養(yǎng)維修中心電機保養(yǎng)流程：清洗定轉(zhuǎn)子--更換碳刷或其他零部件--真空F級壓力浸漆--烘干--校動平衡。

1、使用環(huán)境應(yīng)經(jīng)常保持干燥，電動機表面應(yīng)保持清潔，進風(fēng)口不應(yīng)受塵土、纖維等阻礙。

2、當(dāng)電動機的熱保護連續(xù)發(fā)生動作時，應(yīng)查明故障來自電動機還是超負荷或保護裝置整定值太低，消除故障后，方可投入運行。

3、應(yīng)保證電動機在運行過程中良好的潤滑。一般的電動機運行5000小時左右，即應(yīng)補充或更換潤滑脂，運行中發(fā)現(xiàn)軸承過熱或潤滑變質(zhì)時，液壓及時換潤滑脂。更換潤滑脂時，應(yīng)清除舊的潤滑油，并有汽油洗凈軸承及軸承蓋的油槽，然后將ZL-3鋰基脂填充軸承內(nèi)外圈之間的空腔的1/2（對2極）及2/3（對4、6、8極）。

4、當(dāng)軸承的壽命終了時，電動機運行的振動及噪聲將明顯增大，檢查軸承的徑向游隙達到下列值時，即應(yīng)更換軸承。

5、拆卸電動機時，從軸伸端或非伸端取出轉(zhuǎn)子都可以。如果沒有必要卸下風(fēng)扇，還是從非軸伸端取出轉(zhuǎn)子較為便利，從定子中抽出轉(zhuǎn)子時，應(yīng)防止損壞定子繞組或絕緣。

6、更換繞組時必須記下原繞組的形式，尺寸及匝數(shù)，線規(guī)等，當(dāng)失落了這些數(shù)據(jù)時，應(yīng)向制造廠索取，隨意更改原設(shè)計繞組，常常使電動機某項或幾項性能惡化，甚至于無法使用。

其他資料

保護器

電機保護器的作用是給電機全面的保護，在電機出現(xiàn)過載、缺相、堵轉(zhuǎn)、短路、過壓、欠壓、漏電、三相不平衡、過熱、軸承磨損、定轉(zhuǎn)子偏心時，予以報警或保護的裝置。

電機保護常識

1、現(xiàn)在的電機比過去更容易燒毀：由于絕緣技術(shù)的不斷發(fā)展，在電機的設(shè)計上既要求增加出力，又要求減小體積，使新型電機的熱容量越來越小，過負荷能力越來越弱；再由于生產(chǎn)自動化程度的提高，要求電機經(jīng)常運行在頻繁的起動、制動、正反轉(zhuǎn)以及變負荷等多種方式，對電機保護裝置提出了更高的要求。另外，電機的應(yīng)用面更廣，常工作于環(huán)境極為惡劣的場合，如潮濕、高溫、多塵、腐蝕等場合。所有這些，造成了現(xiàn)在的電機比過去更容易損壞，尤其是過載、短路、缺相、掃膛等故障出現(xiàn)頻率最高。

2、傳統(tǒng)的保護裝置保護效果不甚理想：傳統(tǒng)的電機保護裝置以熱繼電器為主，但熱繼電器靈敏度低、誤差大、穩(wěn)定性差，保護不可靠。事實也是這樣，盡管許多設(shè)備安裝了熱繼電器，但電機損壞而影響正常生產(chǎn)的現(xiàn)象仍普遍存在。

3、電機保護的發(fā)展現(xiàn)狀：目前電機保護器已由過去的機械式發(fā)展為電子式和智能型，可直接顯示電機的電流、電壓、溫度等參數(shù)，靈敏度高，可靠性高，功能多，調(diào)試方便，保護動作后故障種類一目了然，既減少了電機的損壞，又極大方便了故障的判斷，有利于生產(chǎn)現(xiàn)場的故障處理和縮短恢復(fù)生產(chǎn)時間。另外，利用電機氣隙磁場進行電機偏心檢測技術(shù)，使電機磨損狀態(tài)在線監(jiān)測成為可能，通過曲線顯示電機偏心程度的變化趨勢，可早期發(fā)現(xiàn)軸承磨損和走內(nèi)圓、走外圓等故障，做到早發(fā)現(xiàn)，早處理，避免掃膛事故發(fā)生。

3．保護器選擇的原則：合理選用電機保護裝置，實現(xiàn)既能充分發(fā)揮電機的過載能力，又能免于損壞，從而提高電力拖動系統(tǒng)的可靠性和生產(chǎn)的連續(xù)性。具體的功能選擇應(yīng)綜合考慮電機的本身的價值、負載類型、使用環(huán)境、電機主體設(shè)備的重要程度、電機退出運行是否對生產(chǎn)系統(tǒng)造成嚴重影響等因素，力爭做到經(jīng)濟合理。

4、理想的電機保護器：理想的電機保護器不是功能最多，也不是所謂*的，而是應(yīng)該滿足現(xiàn)場實際需求，做到經(jīng)濟性和可靠性的統(tǒng)一，具有較高的性能價格比。根據(jù)現(xiàn)場的實際情況合理地選擇保護器的種類、功能，同時考慮保護器安裝、調(diào)整、使用簡單方便，更重要的是要選擇高質(zhì)量的保護器。

電機保護器的選型

選型基本原則：

目前，市場上電機保護產(chǎn)品未有統(tǒng)一標準，型號規(guī)格五花八門。制造廠商為了滿足用戶不同的使用需求派生出很多的系列產(chǎn)品，種類繁多，給廣大用戶選型帶來諸多不便；用戶在選型時應(yīng)充分考慮電機保護實際需求，合理選擇保護功能和保護方式，才能達到良好的保護效果，達到提高設(shè)備運行可靠性，減少非計劃停車，減少事故損失的目的。

選型的基該方法：

1、與選型有關(guān)的條件

1）電機參數(shù)：要先了解電機的規(guī)格型號、功能特性、防護型式、額定電壓、額定電流、額定功率、電源頻率、絕緣等級等。這些內(nèi)容基本能給用戶正確選擇保護器提供了參考依據(jù)。

2）環(huán)境條件：主要指常溫、高溫、高寒、腐蝕度、震動度、風(fēng)沙、海拔、電磁污染等。

3）電機用途：主要指拖動機械設(shè)備要求特點，如風(fēng)機、水泵、空壓機、車床、油田抽油機等不同負載機械特性。

4）控制方式：控制模式有手動、自動、就地控制、遠程控制、單機獨立運行、生產(chǎn)線集中控制等情況。啟動方式有直接、降壓、星角、頻敏變阻器、變頻器、軟起動等。

5）其他方面：用戶對現(xiàn)場生產(chǎn)監(jiān)護管理情況，非正常性的停機對生產(chǎn)影響的嚴重程度等。

與保護器的選用相關(guān)的因素還有很多，如安裝位置、電源情況、配電系統(tǒng)情況等；還要考慮是對新購電機配置保護，還是對電機保護升級，還是對事故電機保護的完善等；還要考慮電機保護方式改變的難度和對生產(chǎn)影響程度；需根據(jù)現(xiàn)場實際工作條件綜合考慮保護器的選型和調(diào)整。

2、電機保護器的常見類型

1）熱繼電器：普通小容量交流電機，工作條件良好，不存在頻繁啟動等惡劣工況的場合；由于精度較差，可靠性不能保證，不推薦使用。

2）電子型：檢測三相電流值，整定電流值采用電位器或拔碼開關(guān)，電路一般采用模擬式，采用反時限或定時限工作特性。保護功能包括過載、缺相、堵轉(zhuǎn)等，故障類型采用指示燈顯示，運行電量采用數(shù)碼管顯示。

3）智能型：檢測三相電流值，保護器使用單片機，實現(xiàn)電機智能化綜合保護，集保護、測量、通訊、顯示為一體。整定電流采用數(shù)字設(shè)定，通過操作面板按鈕來操作，用戶可以根據(jù)電機具體情況在現(xiàn)場對各種參數(shù)修正設(shè)定；采用數(shù)碼管作為顯示窗口，或采用大屏幕液晶顯示，能支持多種通訊協(xié)議，如ModBUS、ProfiBUS等，價格相對較高，用于較重要場合；目前高壓電機保護均采用智能型保護裝置。

4）熱保護型：在電機中埋入熱元件，根據(jù)電動機繞組的溫度進行保護，保護效果好；但電機容量較大時，需與電流監(jiān)測型配合使用，避免電機堵轉(zhuǎn)時溫度急劇上升時，由于測溫元件的滯后性，導(dǎo)致電機繞組受損。

5）磁場溫度檢測型：在電機中埋入磁場檢測線圈和測溫元件，根據(jù)電機內(nèi)部旋轉(zhuǎn)磁場的變化和溫度的變化進行保護，主要功能包括過載、堵轉(zhuǎn)、缺相、過熱保護和磨損監(jiān)測，保護功能完善，缺點是需在電機內(nèi)部安裝磁場檢測線圈和溫度傳感器。

3、保護器類型的選擇

1）對于工作條件要求不高、操作控制簡單，停機對生產(chǎn)影響不大的單機獨立運行電機，可選用普通型保護器，因普通型保護器結(jié)構(gòu)簡單，在現(xiàn)場安裝接線、替換方便，操作簡單，具有性價比高等特點。

2）對于工作條件惡劣，對可靠性要求高，特別是涉及自動化生產(chǎn)線的電動機，應(yīng)選用中高檔、功能較全的智能型保護器。

3）對于防爆電機，由于軸承磨損造成偏心，可能導(dǎo)致防爆間隙處摩擦出現(xiàn)高溫，產(chǎn)生爆炸危險，應(yīng)選擇磨損狀態(tài)監(jiān)測功能。對于大容量高壓潛水泵等特殊設(shè)備，由于檢查維護困難，也應(yīng)選擇磨損狀態(tài)監(jiān)測功能，同時監(jiān)測軸承的溫度，避免發(fā)生掃膛事故造成重大經(jīng)濟損失。

4）應(yīng)用于有防爆要求場所的保護器，要根據(jù)應(yīng)用現(xiàn)場的具體要求，選用相應(yīng)的防爆型保護器，避免安全事故發(fā)生。

常見故障檢修

在家用電器設(shè)備中，如電扇、電冰箱、洗衣機、抽油煙機、吸塵器等，其工作動力均采用單相交流電動機。這種電動機結(jié)構(gòu)較簡單，因此有些常見故障可在業(yè)余條件下進行修復(fù)。

1、電動機通電后不啟動

該故障除了電源回路、電機繞組不良外，大多是電機的啟動電路異常。電扇、排風(fēng)扇、洗衣機等電機一般采用電容器啟動運轉(zhuǎn)；而電冰箱、冷柜等的電機多采用電阻分相啟動運轉(zhuǎn)，一旦啟動電路中的電容器或分相電阻損壞，電機就不能正常運轉(zhuǎn)，檢修時應(yīng)先排除啟動電路故障后再查電機故障。

若啟動電路正常，則可能是電動機內(nèi)部繞組局部短路或斷路，可用萬用表R×1擋測各繞組電阻值來判斷。

如電冰箱壓縮機電機，正常情況下啟動繞組電阻值約為23Ω，運行繞組電阻值為10Ω左右，起動和運行串接繞組正常阻值應(yīng)為兩者之和。

2、電動機轉(zhuǎn)速慢而無力

電動機在通電后轉(zhuǎn)速慢而無力時，對于電容啟動式電機大多為電容器容量不足、漏電嚴重或電源電壓過低；此外鼠籠轉(zhuǎn)子鋁條部分如果有嚴重的缺損及斷條情況，特別是洗衣機電機經(jīng)常啟動和正反交替運轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子鋁條較大的感應(yīng)電流易使轉(zhuǎn)子鋁條斷裂，也導(dǎo)致運轉(zhuǎn)慢而無力。

當(dāng)發(fā)現(xiàn)鋁條有裂縫時，可用手電鉆在裂縫間鉆一個小孔，用相應(yīng)的鋁絲條嵌入孔內(nèi)，然后將其敲平鉚死，最后用鋼銼和砂紙打磨平整光滑即可。若鋁條斷裂面較大時，有條件的可采用鋁絲氣焊的方法加以修補。

3、電動機外殼帶電

一般要求電機泄漏電流不應(yīng)大于0．8mA，以保證人身安全。

電動機外殼漏電的主要原因有電機內(nèi)某引出線絕緣破損并碰觸殼體；電機繞組局部燒毀引起定子與外殼間漏電。較多見的是長期處于高濕環(huán)境，導(dǎo)致電機受潮絕緣降低而使機殼帶電。此時，可用搖表測量電機各繞組與機殼間的絕緣電阻值，若在2MΩ以下，則說明電機已受潮嚴重，應(yīng)將電機定子繞組進行烘烤去潮處理。

4、電動機運轉(zhuǎn)時溫升加劇

各類家用單相電動機在正常工作狀態(tài)下，其電機殼體表面溫度一般比環(huán)境溫度高20℃左右，最高溫升不應(yīng)高于70℃。如果電機工作幾分鐘后出現(xiàn)殼體表面溫度劇升，且機內(nèi)散發(fā)焦油味甚至冒煙，則為電機過熱故障。

電機過熱溫升的原因，主要有電機自身質(zhì)量問題；電機長期處于超負荷運行狀態(tài)（傳動機構(gòu)故障引起電機負荷大）；電機散熱條件差；電機繞組局部短路等。其中較常見的是繞組匝間 短路，可拆開機殼檢查繞組。如果線包無燒毀現(xiàn)象，可將定子重新進行浸漆絕緣處理，然后烘干。若線包有局部燒毀，那只有更換繞組線包。

5、電動機運行噪聲大

電機工作噪聲大，一般有兩種原因，一是機械噪聲，主要是電機軸承磨損和缺油，產(chǎn)生硬摩擦噪聲。對此可清洗后加入潤滑脂減少噪聲。當(dāng)轉(zhuǎn)子軸與軸承松動或端蓋松動時，也會使電機在旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生軸向竄動發(fā)出噪聲。也有一些裝配質(zhì)量差的電機，軸承室不同心，電機徑向間隙不均勻等均會產(chǎn)生異常噪聲。對此，只要拆下外蓋和后內(nèi)蓋，取出轉(zhuǎn)子和定子座，重新敲鉚內(nèi)蓋的中心軸即可應(yīng)急修復(fù)。

另外，一些罩極式電機的短路環(huán)松動或鐵心松動而產(chǎn)生電磁噪聲，應(yīng)采取夾緊措施。

6、其他方面故障

工業(yè)用電機在長期運行過程中，受應(yīng)力所致常會出現(xiàn)磨損類故障：如減速機的連接器傳遞扭矩較大，法蘭面上的連接

孔磨損造成的傳遞扭矩不平穩(wěn)；電機軸軸承損壞后，造成的軸承位磨損；軸頭、鍵槽間的磨損等等。該類問題發(fā)生后，傳統(tǒng)方法多以補焊或刷鍍后機加工修復(fù)為主，但兩者均存在一定弊端：補焊高溫產(chǎn)生的熱應(yīng)力無法消除，易造成材質(zhì)損傷，使部件出現(xiàn)彎曲或斷裂；而電刷鍍受涂層厚度限制，容易剝落，且以上兩種方法都是用金屬修復(fù)金屬，無法改變“硬對硬”的配合關(guān)系，在各力綜合作用下，仍會造成再次磨損。目前以非金屬修復(fù)金屬的方法主要是高分子復(fù)合材料修復(fù)。材料具有強的粘著力，優(yōu)異的抗壓強度等綜合性能，應(yīng)用高分子復(fù)合材料修復(fù)，既無補焊熱應(yīng)力影響，修復(fù)厚度也不受限制，同時產(chǎn)品所具有的金屬材料不具備的退讓性，可吸收設(shè)備的沖擊震動，避免再次磨損的可能，并延長了設(shè)備部件的使用壽命，為企業(yè)節(jié)省大量的停機時間，創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟價值。  

市場

電動機是工業(yè)控制的心臟，是動力基礎(chǔ)，電機市場總體需求的增長一方面來自電力裝機容量、電力等能源消費增長帶來的同步增長，同時還將有自動化需求帶動的電機需求，以及高效電機應(yīng)用帶來的替換需求。

一、自動化的蓬勃發(fā)展將拉動電機需求向上

國內(nèi)人力成本在過去5 年中出現(xiàn)了快速增長過程，給制造企業(yè)帶來了較大的壓力，但要想回到早先廉價勞動力階段已無可能。隨著人力成本的攀升，各個行業(yè)的自動化需求會加速。工控的大腦是電力電力技術(shù)與信息技術(shù)，而工控的心臟在大部分場合仍然是各式各樣的電動機。

二、全球電機產(chǎn)業(yè)鏈有望繼續(xù)向國內(nèi)轉(zhuǎn)移

電機廣泛地應(yīng)用于各個領(lǐng)域，隨著下游需求的精密化、智能化、個性化發(fā)展趨勢，電機的通用性逐步向?qū)Ｓ眯苑矫姘l(fā)展，過去一類電機在不同性質(zhì)、不同場合通用的局面被打破，電機產(chǎn)品正向著專業(yè)性、特殊性、個性化方面發(fā)展。

在此趨勢下，單一產(chǎn)品批量可能更小，自動化設(shè)備可能難以適應(yīng)多樣化產(chǎn)品需求，電機制造的半自動、柔性自動化設(shè)備有望更多，勞動力密集的特色難以改變，電機制造在未來很長時期內(nèi)，都將屬于勞動力密集、對人力成本較敏感的行業(yè)。

三、中國已經(jīng)具有齊全的專業(yè)配套產(chǎn)業(yè)群

在過去幾十年的快速發(fā)展中，在長三角、山東等區(qū)域/省市形成了強大的電機企業(yè)，圍繞這些電機企業(yè)，在當(dāng)?shù)匦纬闪撕w機座、定轉(zhuǎn)子、線圈等配套產(chǎn)業(yè)集群，目前僅僅在電機定轉(zhuǎn)子環(huán)節(jié)，已經(jīng)出了10 億元收入規(guī)模的企業(yè)，這些產(chǎn)業(yè)集群不僅在國內(nèi)齊全，在世界上也比較少見。