《电机与拖动基础报告旋转电机基本结构及功能分析.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电机与拖动基础报告旋转电机基本结构及功能分析.doc（5页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、电机与拖动基础报告 旋转电机基本结构及功能分析机自学院自动化系电气工程及其自动化姓名:学号: 指导老师: 2014年10月10日旋转电机基本结构及功能分析一、 旋转电机的定义旋转电机(以下简称电机)是依靠电磁感应原理而运行的旋转电磁机械，用于实现机械能和电能的相互转换。发电机从机械系统吸收机械功率，向电系统输出电功率；电动机从电系统吸收电功率，向机械系统输出机械功率。二、 旋转电机的种类旋转电机的种类很多，在现代工业领域中应用极其广泛，可以说，有电能应用的场合都会有旋转电机的身影。与内燃机和蒸汽机相比，旋转电机的运行效率要高的多；并且电能比其它能源传输更方便、费用更廉价，此外电能还具有清洁无污
2、、容易控制等特点，所以在实际生活中和工程实践中，旋转电机的应用日益广泛。在旋转电机中，由于发电机是电能的生产机器，所以和电动机相比，它的种类要少的多；而电动机是工业中的应用机器，所以和发电机相比，人们对电动机的研究要多的多，对其分类也要详细的多。实际上，我们通常所说的旋转电机都是狭义的，也就是电动机俗称“马达”。众所周知，电动机是传动以及控制系统中的重要组成部分，随着现代科学技术的发展，电动机在实际应用中的重点已经开始从过去简单的传动向复杂的控制转移；尤其是对电动机的速度、位置、转矩的精确控制。 旋转电机有直流电机与交流电机两大类，交流电机又有同步电机与异步电机之分，同步电机又可分为同步发电机
3、与同步电动机。异步电动机按相数不同，可分为三相异步电动机和单相异步电动机；按其转子结构不同，又分为笼型和绕线转子型，其中笼型三相异步电动机因其结构简单、制造方便、价格便宜、运行可靠，在各种电动机应用最广、需求量最大。三、 旋转电机的基本原理电机运行原理基于电磁感应定律和电磁力定律。电机进行能量转换时，应具备能作相对运动的两大部件：建立励磁磁场的部件，感生电动势并流过工作电流的被感应部件。这两个部件中，静止的称为定子，作旋转运动的称为转子。定、转子之间有空气隙，以便转子旋转。电磁转矩由气隙中励磁磁场与被感应部件中电流所建立的磁场相互作用产生。通过电磁转矩的作用，发电机从机械系统吸收机械功率，电动
4、机向机械系统输出机械功率。建立上述两个磁场的方式不同，形成不同种类的电机。例如两个磁场均由直流电流产生，则形成直流电机；两个磁场分别由不同频率的交流电流产生，则形成异步电机；一个磁场由直流电流产生，另一磁场由交流电流产生，则形成同步电机。电机的磁场能量基本上储存于气隙中，它使电机把机械系统和电系统联系起来，并实现能量转换，因此，气隙磁场又称为耦合磁场。当电机绕组流过电流时，将产生一定的磁链，并在其耦合磁场内存储一定的电磁能量。磁链及磁场储能的多少随定、转子电流以及转子位置不同而变化，由此产生电动势和电磁转矩，实现机电能量转换。这种能量转换理论上是可逆的，即同一台电机既可作为发电机也可作为电动机
5、运行。但实际上，一台电机制成后，由于两种运行状态下电机的参数和特性方面的原因，很准满足两种运行状态下的客观要求，因此，同一台电机不经改装和重新设计，不可任意改变其运行状态。电机内部能量转换过程中，存在电能、机械能、磁场能和热能。热能是由电机内部能量损耗产生的。对电动机而言：从电源输入的电能耦合电磁场内储能增量+电机内部的能量损耗+输出的机械能。对发电机而言：从机械系统输入的机械能辐合电磁场内储能增量+电机内部的能量损耗+输出的电能。四、三相异步电动机结构 三相异步电动机主要结构：静止的定子、旋转的转子以及两者之间的气隙。（1） 定子定子铁心、定子三相或单相绕 组、机座定子铁心的作用是形成磁路，
6、它由0.5mm硅钢片叠制、直径大于1米的铁心用扇形片拼成。它的槽型有半闭口槽（小型电机）、半开口槽（低压中型）和开口槽（大型）。定子绕组的作用：电路部分，感应电势。机座的作用是机械支撑，结构是中小型电机铸铁、大型用钢板焊接。气隙的作用：磁场耦合（2） 转子转子铁心、转子绕线或鼠笼绕组、轴转子铁心的作用是磁路的一部分。组成由0.5mm硅钢片叠制。中小型电机转子铁心直接叠装在轴上；大电机则用转子支架。转子绕组的作用是感应电势、流过电流产生转矩。它的结构为中小型电机用铸铝转子鼠笼结构，绕线电机用铜导线，利用滑环和电刷外接启动设备。（2） 气隙0.2mm1.5mm 三相异步电动机定子绕组接法：星形 或
7、三角形。 三相异步电动机分类：按防护形式可分为开启式防护式、封闭式及特殊防护式。（1）三相异步电动机工作原理三相定子三相对称绕组通入三相对称电流，产生同步转速旋转的气隙磁场。转子导体运动（相对磁场，磁场转速快）切割磁力线，产生感应电动势，进而产生电流。电流与气隙磁场的相互作用产生与转子转向相同的拖动转矩。电机从电网吸收电功率，经过气隙的耦合作用从轴上输出机械功率。三相电机特性：（3）三相异步电动机的特点作电动机运行的三相异步电机。三相异步电动机转子的转速低于旋转磁场的转速，转子绕组因与磁场间存在着相对运动而感生电动势和电流，并与磁场相互作用产生电磁转矩，实现能量变换。与单相异步电动机相比，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，三相异步电动机可分为笼式和绕线式两种。笼式转子的异步电动机结构简单、运行可靠、重量轻、价格便宜，得到了广泛的应用，其主要缺点是调速困难。绕线式三相异步电动机的转子和定子一样也设置了三相绕组并通过滑环、电刷与外部变阻器连接。调节变阻器电阻可以改善电动机的起动性能和调节电动机的转速。
