电动机基本结构及工作原理
电动机的基本结构及工作原理
电动机的基本结构及工作原理交流电机分异步电机和同步电机两大类。
异步电机一般作电动机使用，拖动各种生产机械作功。
同步电机分分为同步发电机和同步电动机两类。
根据使用电源不同，异步电机可分为三相和单相两种型式。
一、异步电动机的基本结构三相异步电动机由定子和转子两部分组成。
因转子结构不同又可分为三相笼型和绕线式电机。
1、三相异步电动机的定子：定子主要由定子铁心、定子绕组和机座三部分组成。
定子的作用是通入三相对称交流电后产生旋转磁场以驱动转子旋转。
定子铁心是电动机磁路的一部分，为减少铁心损耗，一般由〜0.5mm厚的导磁性能较好的硅钢片叠成圆筒形状，安装在机座内。
定子绕组是电动机的电路部分，安嵌安在定子铁心的内圆槽内。
定子绕组分单层和双层两种。
一般小型异步电机采用单层绕组。
大中型异步电动机采用双层绕组。
机座是电动机的外壳和支架，用来固定和支撑定子铁心和端盖。
电机的定子绕组一般采用漆包线绕制而成，分三组分布在定子铁心槽内（每组间隔120。
），构成对称的三相绕组。
三相绕组有6个出线端，其首尾分别用U1、U2； VI、V2； W1、W2表示，连接在电机机壳上的接线盒中，一般3KW以下的电机采用星形接法（丫接），3KW以上的电机采用三角形接法（4 接）。
当通入电机定子的三相交流电相序改变后，因定子的旋转磁场方向改变，所以电机的转子旋转方向也改变。
2、三相异步电动机的转子：转子主要由转子铁心、转子绕组和转轴三部分组成。
转子的作用是产生感应电动势和感应电流，形成电磁转矩，实现机电能量的转换，从而带动负载机械转动。
转子铁心和定子、气隙一起构成电动机的磁路部分。
转子铁心也用硅钢片叠压而成，压装在转轴上。
气隙是电动机磁路的一部分，它是决定电动机运行质量的一个重要因素。
气隙过大将会使励磁电流增大，功率因数降低，电动机的性能变坏；气隙过小，则会使运行时转子铁心和定子铁心发生碰撞。
一般中小型三相异步电动机的气隙为〜1.0mm,大型三相异步电动机的气隙为~1.5mm。
简述交流异步电动机的基本结构和基本工作原理。
简述交流异步电动机的基本结构和基本工作原理。
交流异步电动机是一种广泛用于工业机械设备的电动装置，它是当今工业用电动机中最常用的机型。
它由定子和转子组成，也称为无刷电动机、异步电动机或交流电机。
交流异步电动机能够转化电能为机械能，实现电能的便捷转换，是工业自动化运行的重要部件。
一、交流异步电动机的基本结构
交流异步电动机由定子和转子组成，定子由电线、绝缘体、短路器、电路断路器以及各种构件组成，其中的构件是由电线和绝缘体组成的绕组。
定子的绕组的安装方式有直列式和波形式，而转子则由电磁铁、电机轴、磁弹簧以及其他构件组成。
二、交流异步电动机的基本工作原理
当电源供电时，电流进入电动机定子绕组，绕组形成磁场，此时定子磁场对转子产生力，使转子轴和定子磁场方向一致，形成单向力。
此时，定子磁场和转子磁场相互交叉，形成转子旋转力，致使转子匀速旋转，从而实现电能转换成机械能。
此外，定子绕组上的变压器、变频器和变调器可以改变定子绕组上的电压大小，从而实现转速的调整，满足不同的工况要求，是工业自动化生产中比较常用的电机控制手段。
总结而言，交流异步电动机是一种广泛用于工业机械设备的电动装置，由定子和转子组成，定子绕组上的变压器、变频器和变调器可以改变定子绕组上的电压大小，从而实现转速的调整，在工业自动化生产中是比较常用的电机控制手段。
它能够将电能转化为机械能，运
行的响应速度快，启动和停止动作平稳，广泛地应用于各类行业，是工业机器自动化运行的重要部件。
电动机的基本结构及工作原理
电动机的基本结构及工作原理
1.电动机的构造：
电动机是一个圆柱体,里面装有一对能产生磁场的固定电磁极叫定子(永久式和电磁式的区别就在这里，永久式的定子是一对永久磁铁，电磁式的定子是一对电磁线圈)装在钉子中间的是一个能转动的电磁体叫电枢，又叫转子。
转子是由特种材料作成的圆柱体，套在电动机轴上。
2.工作原理：
在转子的纵向凹槽里嵌入有绝缘铜丝饶成的转子绕组，电流通过电刷和换向器导入转子绕组就能产生电磁场。
三相异步电动机的基本结构和工作原理
三相异步电动机的基本结构和工作原理三相异步电动机的基本结构包括定子和转子。
定子是固定不动的部分，由三个互相间隔120度的线圈组成。
这些线圈通过铜线绕制在定子的铁芯上，形成三个独立的相互连接的线圈，分别称为A相、B相和C相。
每个线圈都与电源的一相连接。
转子是旋转的部分，由导体棒组成。
导体棒通常是由铝或铜制成，固定在转子的铁芯上。
通过导体棒的旋转运动，产生相对于定子线圈的运动。
转子和定子之间通过空气隙分离，因此它们没有物理接触。
当转子在旋转磁场中运动时，磁场穿过转子导体棒，感应出在棒上出现电动势。
根据电磁感应定律，当导体棒相对于磁场运动时，会在导体上产生电流。
这个电流与定子线圈中的电流产生互相作用，产生电动力。
电动力会使导体棒受到力的作用，并且开始自动旋转。
导体棒受到的力是由定子线圈中的交变磁场产生的。
这个力始终试图使导体棒对齐磁场并旋转。
由于定子线圈中的电流随时间的变化而变化，所以导体棒会不断地受到不同方向的力的作用，这使得转子在一个方向上旋转。
为了控制和调整电动机的速度，一个附加的元件称为转子电阻器和变频器经常用于传统的三相异步电动机。
转子电阻器用于降低转子的起始电流，变频器用于调整电源频率，从而控制电动机的速度。
总之，三相异步电动机通过电磁感应和电动力实现转子的旋转运动。
它的基本结构包括定子和转子，其中定子是固定的，转子是旋转的。
通过定子线圈中的交变磁场和转子导体棒的电动力相互作用，使得电动机可以产生旋转运动。
转子电阻器和变频器可以用于控制和调整电动机的速度。
三相异步电动机的基本结构和工作原理
三相异步电动机的基本结构和工作原理基本结构：定子是由铁芯和绕组组成的。
铁芯通常采用硅钢片制造，以减小磁滞和涡流损耗。
定子绕组是用导电材料，如铜线等，绕制在铁芯上。
绕组中的线圈分为三组对称的绕组，分别连接在三个相位的电源上。
转子是由铁心和导体环组成的。
铁芯是由硅钢片制造，类似于定子的结构。
导体环由铝导线制成，通常是槽形。
导体环被放置在铁心内，可以转动。
工作原理：当电机接通电源时，三个相位的电流将分别通过定子的三组绕组。
这样，在定子内就会形成一个旋转磁场，它的速度与电源的频率有关。
当转子静止时，由于转子中的导体环在定子旋转磁场的作用下产生感应电动势，感应电动势会引起转子内的感应电流流动。
由于导体环是闭合的，感应电流会在转子上形成一个感应磁场。
由于定子旋转磁场的速度与感应磁场的速度不同，所以转子会因为磁力的作用而开始转动。
当转子开始转动时，感应磁场与定子旋转磁场的速度之差会产生一个力矩，使转子继续转动。
转子的转动速度与旋转磁场的速度不同，因此它们之间产生了一种称为滑差的差异。
滑差越大，转子的力矩越大，电动机的转速越快。
当转子的转速接近同步转速时，滑差逐渐减小，转子的转速也减小，最终与旋转磁场的速度同步。
这时，滑差变为零，电动机达到了额定转速。
总结：三相异步电动机的基本结构是由定子和转子组成的。
它的工作原理是通过定子和转子之间的相对运动产生的磁场效应来实现转子的转动。
在工作过程中，定子产生一个旋转磁场，而转子产生一个感应磁场，二者之间的差异产生一种力矩，使转子沿着旋转磁场的方向转动。
最终，当转速接近同步转速时，电动机将达到额定转速。
绕线式电动机工作原理
绕线式电动机工作原理
绕线式电动机是一种常见的直流电动机类型，其工作原理基于电流通过线圈产生的磁场与永磁体间的相互作用。
以下是绕线式电动机的工作原理：
1. 基本结构：绕线式电动机由定子和转子构成。
定子是固定的部分，通常由一组线圈构成，每个线圈都被称为一个绕组。
转子是可旋转的部分，通常由磁铁或永磁体组成。
2. 磁场产生：当电流通过定子线圈时，它产生一个磁场。
根据电流的方向，磁场的极性可以改变。
通过对不同的线圈施加不同的电流，可以产生一个旋转的磁场。
3. 转子受力：转子上的永磁体被吸引或排斥定子产生的磁场。
由于磁场的磁极在一系列线圈上产生变化，转子也会不断受到推力，从而发生旋转运动。
4. 组电极效应：当绕线式电动机中线圈的数量增加时，线圈之间的磁场交互作用将增加。
这就是所谓的组电极效应，它可以增加电动机的转矩输出和控制灵活性。
5. 电刷和换向器：为了保持转子旋转的方向一致，绕线式电动机通常需要使用电刷和换向器。
电刷是连接到电源的碳刷，它们通过刷与刷盒之间的接触实现电流的供应。
换向器用于根据转子位置和电流方向的变化，及时改变刷接触线圈的配置。
绕线式电动机的工作原理基于电流通过线圈产生的磁场与转子
上的永磁体之间的相互作用。
通过恰当设计定子和转子的结构，并利用换向器和电刷的帮助，绕线式电动机可以转化电能为机械能，实现各种应用需求。
电动机的结构和工作原理_图文
t = 120o t = 240o t = 360o
*
9.2 三相异步电动机的工作原理
不同时间旋转磁场的位置
U1 × V2 ×
× W1
Im
i1
i2 i3
W2
O
t
V1
U2
t = 0o t = 30o t = 60o t = 90o t = 150o t = 180o t = 210o t = 270o t = 300o t = 330o
t = 120o t = 240o t = 360o
*
9.2 三相异步电动机的工作原理
不同时间旋转磁场的位置
U1
Im
i1
i2 i3
V2
W2
O
t
×
W1
V1
×
U2
t = 0o t = 30o t = 60o t = 90o t = 150o t = 180o t = 210o t = 270o t = 300o t = 330o
定子铁心的硅钢片
*
9.1 三相异步电动机的基本结构和额定值
定子铁心
作用：嵌放绕组，提供磁路；
定子铁芯硅钢片：异步电动机的铁芯是由0.5mm 厚的硅钢片叠压制成的。
定子铁芯内圆冲有分布的槽。
*
9.1 三相异步电动机的基本结构和额定值
定子绕组
作用：产生旋转磁场，构成电机电路的一部分
。
定子绕组是由漆包线绕制而成，嵌入到定子
导线内感应电流方 向用“右手定则” 判断
结论：转子的旋转方向和磁场旋转方向一致
*
人为转动
通电导体的 受力方向用 “左手定则”判 断
电机驱动的原理
电机驱动的原理电机是现代社会中广泛应用的电力装置，其驱动原理是基于电磁感应和电磁力的作用机制。
本文将对电机驱动的原理进行详细介绍。
1. 电动机的基本结构电机的基本结构包括定子和转子两部分。
定子是用于产生磁场的部分，通常由一组绕制在铁芯上的线圈组成。
转子则是负责转动的部分，通过与定子的磁场相互作用来产生转动力。
2. 定子的工作原理定子线圈通电后会产生一个磁场。
根据法拉第电磁感应定律，当定子线圈中的电流改变时，磁场也会发生变化。
这种磁场变化会在转子上感应出一个感应电动势，根据洛伦兹力定律，感应电动势与转子上的电流相互作用产生一个力矩，从而驱动转子转动。
3. 转子的工作原理转子上的电流可以通过电源供给。
当转子通电后，它会产生一个自己的磁场。
根据电磁力定律，定子线圈和转子磁场之间会相互作用，产生一个力矩。
这个力矩会使转子开始旋转，并沿着轴向运动，从而实现电机的转动功能。
4. 不同类型电机的驱动原理电机的驱动原理根据不同类型的电机而有所不同，下面分别介绍几种常见的电机驱动原理。
4.1 直流电机直流电机的驱动原理基于直流电流在磁场中的相互作用。
当通过直流电机的定子线圈和转子之间通过电流时，根据洛伦兹力定律，会产生一个力矩使转子旋转。
换向器则用于改变电流的方向，从而使电机保持稳定的旋转方向。
4.2 交流电机交流电机的驱动原理是利用交流电源的电压变化来驱动电机。
交流电机通常采用感应电动机的原理。
当交流电压施加在定子线圈上时，定子线圈中的电流会不断变化，从而产生磁场变化，进而在转子上感应出电动势，从而产生一个力矩使转子旋转。
4.3 步进电机步进电机是一种特殊类型的电机，其驱动原理是按照特定的步进角度逐步驱动转子。
步进电机通过定子线圈的切换来产生一个旋转磁场，然后利用磁场与转子之间的磁力作用来推动转子完成步进运动。
5. 总结电机驱动的原理是基于电磁感应和电磁力的作用机制。
通过定子和转子之间的相互作用从而达到驱动电机旋转的目的。
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1、定子
三相异步电动机的定子主要由定子铁芯、定子绕组和基座三部分组成。
（1）、定子铁芯：定子铁芯主要是作为电动机主磁通磁路的一部分，它与转子铁芯以及定转子之间的间隙共同构成三相异步电动机主磁通的闭环回路。在定子铁芯的内圆上，开有许多平均分布的用于放置定子三相绕组的槽。为了降低铁芯中的损耗（铁损、也叫涡流损耗），铁芯一般采用厚度以下，表面涂有绝缘层的硅钢片叠装而成。如图1-2所示。
由于转子转向与旋转磁场转向一致，如果转子转速达到n=n1，则旋转磁场与转子相对静止无切割运动，此时转子导体就不能感应电势，也不能产生电流和电磁转矩。所以三相异步电动机的转速不可能等于旋转磁场的转速，故称异步电动机。
又因为三相异步电动机转子导体中电流是感应产生的，所以又称其为感应电动机。这里的感应作用依赖于转子导条对旋转磁场的切割运动。转子速度n与旋转磁场速度n1之差对旋转磁场速度n1的比值称为转差率S，即S=（n1-n）/n1。转差率S是分析三相异步电动机工作情况的一个十分重要的参数。三相异步电动机在额定工况下运行时，其额定转差率SN一般为0.02~0.06。
分析：
图1-8中，在0点位置，A相电流为0；B相电流为负、C相电流为正。其各项绕组的实际电流方向在展开图中表示为图1-9黄色箭头。
在1点位置，A相电流为正；B相电流为负、C相电流为0。其各项绕组的实际电流方向在展开图中表示为图1-9绿色箭头。
在2点位置，A相电流为正；B相电流为0、C相电流为负。其各项绕组的实际电流方向在展开图中表示为图1-9红色箭头。
2、转子
（1）、转子铁芯：转子铁芯的作用与定子铁芯相同，也是三相异步电动机主磁路的一部分。转子铁芯也是用硅钢片叠装而成，叠装好后在套装在转轴上。
（2）、转子绕组：三相异步电动机转子绕组的作用是感生电势和电流，并与定子磁场作用产生转矩输出机械功率。转子绕组有鼠笼式和绕线式两种。
1）、鼠笼式转子绕组。在转子铁芯的每一槽内插入一根铜条，并在铁芯两端各用一个铜环（称为端环）把导条连接起来，形成一个闭合的多相对称绕组（每根导条为一相）。如图1-4(a)所示。也可用铸铝的方法，把转子导条、端环和风叶用铝液一次浇铸而成。如图1-4（b）所示。
如图1-6所示，设定子旋转磁场以n1速度逆时针旋转，其磁力线被转子导条切割而在转子导条中感生电动势。因为转子绕组是一个闭合绕组，在感应电势的作用下转子绕组中就产生电流。由右手定则可确定在图1-6中N极下转子导条电流流入纸面，S极下转子导条电流流出纸面。而载流导体在磁场中又受到力的作用，由左手定则可知图1-6转子受到一个逆时针方向的转矩作用。若该转矩足够大，转子就会顺着旋转磁场转动方向旋转。这就是三相异步电动机简单的工作原理。
2、对于三角形接法的三相异步电动机缺相时的分析：
当三角形接法的三相异步电动机发生缺相时（以C相电源缺相为例），其电机定子绕组将变成B、C两相定子绕组串联后与A相绕组并联的接线情况。如图1-11（b）所示。电机缺相后的磁场建立情况如图1-11（a）所示。
图1-11（a） 图1-11（b）
当UAB处于正半周时，其在绕组中形成的电流如图1-11（a）所示，在负半周时，其磁场极性发生翻转，故在三角形接法的三相异步电动机发生缺相后也不能建立起旋转磁场，只能产生交变的磁场。电机在静止时启动将无法旋转。同样的原理，当三角形三相异步电动机在运行中发生缺相时，由于转子还在继续转动（惯性），转子的导条还会继续切割磁场，从而感生电动势，感生电动势在闭合的转子导条中产生电流，电流在磁场中会受力的影响，因此电机还会继续转动。
这两相绕组共同承受线电压，两相绕组中流过的电流将不再有相位偏差。为此两相绕组可以看成绕在电机定子铁芯上的一个绕组。可见在这种情况下，电机的旋转磁场将无法建立，只能在原位置建立起交变磁场。星形三相异步电动机缺相时的磁场建立情况如图1-10
图1-10
注意：当星形三相异步电动机在运行中发生缺相时，由于转子还在继续转动（惯性），转子的导条还会继续切割磁场，从而感生电动势，感生电动势在闭合的转子导条中产生电流，电流在磁场中会受力的影响，因此电机还会继续转动。但如果在静止时启动电机，由于电机定子建立不了旋转磁场，电机将无法转动起来（无论空载或重载均不能）。
2）、绕线式转子绕组。绕线式转子绕组是一个与定子绕组相似的三相对称绕组，一般接成星形，三个出线端分别接到转轴上的三个与转轴绝缘的集电环上，再通过安装在定子端盖上的电刷装置与外电路相连（与外接电阻串联后短接或直接短接），如图1-5所示。
3、其他部分
包括端盖和风扇等。端盖用来起保护和支撑转子轴的作用；风扇用来通风冷却。
内容摘要：本文是以普通三相异步电动机的基本结构为载体，叙述三相异步电动机的工作原理。在本文的内容中，三相异步电动机定子绕组如何建立起旋转磁场，是三相异步电动机为什么能够旋转的理论基础，也是理解三相异步电动机工作原理的关键。
培训内容：
一、普通三相异步电动机的基本结构
所有旋转电动机从机械结构上看，都是由静止的定子和可以转动的转子组成。定、转子之间留有气隙，三相异步电动机的气隙一般为0.25~2mm。气隙的大小对异步电动机的性能有很大的影响。
二、三相异步电动机的工作原理（定性分析）
当三相异步电动机的定子三相对称绕组中通以三相对称电流时，将在电机气隙中产生一个旋转磁场（这个旋转磁场是如何建立的将在后面叙述）。这个旋转磁场的转向由绕组通电相序决定（由电流超前相绕组转向电流滞后相绕组）；旋转磁场的转速为n1，亦称同步转速，它由电源频率f和定子绕组的极对数p决定，即n1=60f/p。单位为：转/分或r/min
可见，磁场已向右发生了转移，如此继续下去，旋转磁场就建立起来了。
图1-9
四、三相异步电动机缺相运行时的简要分析
首先让我们分析当三相异步电动机在发生缺相时，定子绕组能否建立起旋转磁场。
1、对于星形接法的三相异步电动机缺相时的分析：
当星形三相异步电动机缺相时（即电机一相电源发生开路），电机的另两相绕组就自然形成串联结Fra bibliotek，如下图所示。
同样的原理当三角形三相异步电动机在运行中发生缺相时由于转子还在继续转动惯性转子的导条还会继续切割磁场从而感生电动势感生电动势在闭合的转子导条中产生电流电流在磁场中会受力的影响因此电机还会继续转动
技术讲课培训教案
培训题目：电动机基本结构及工作原理
培训目的：此次培训的目的是使大家通过了解三相异步电动机的基本结构、三相异步电动机的基本工作原理，加深对三相异步电动机的理解。
三、三相异步电动机定子旋转磁场的建立
前面我们已经提到，当三相异步电动机的定子（三相对称绕组）通以三相对称电流时，将在电机气隙中产生一个旋转磁场。下面我们就具体分析旋转磁场是怎样建立起来的。
以一台24槽、4极、单层绕组的三相异步电动机定子绕组为例。其展开图如图：1-7
当三相对称电源从A、B、C接入时（为便于分析，将绕组接线成星形），其A、B、C三相绕组中产生的电流可看成各自接到不同的单相电源上，分别按照自己的单相电源变化而变化。基于这种情况，则A相绕组中的电流将超前B相绕组电流120°、B相绕组电流又将超前C相120°，C相绕组电流超前A相120°。其ABC三相绕组中的电流波形如图1-8所示。
（2）、定子绕组：三相异步电动机定子绕组的作用是产生旋转磁场和吸收电功率。它是由三相完全相同的绕组，在定子表面对称分布，同时根据需要连接成星形或三角形而构成的三相对称绕组组成。其连接方式如图1-3所示。
（3）、基座：基座主要起固定和支撑定子铁芯的作用，一般不作为工作磁路的组成部分。大多采用铸铁铸造而成，也可用铸铝和塑料制成。