电机类型与基本结构
同步电机的基本类型和基本结构
采用条件 nm1i≤n1500r/ （2p≥4） 转速较高
实例
水轮发电机，同步 电动机及由内燃机 拖动的同步发电机 和调相机
汽轮机
凸极式
旋转磁极式同步电 机
1－定子 2－凸极转子 3－隐极转子 4－集电环
隐极式
9.2 同步电机的根本构造
转子
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C A
定子绕组
机械端口
B 电端口
定子铁心
副励磁机输出 副励磁机
主励磁机
的也是三相交
流电，须由晶
闸管整流后再
供给主励磁机。
他励式静止半导体励磁系统
同步发电机
2、自励式静止半导体励磁系统
自励式静止半导体励磁：取消交流励磁机，交流励磁电源直接 取自同步发电机本身
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主发电机的励 磁电流以由整 流变压器取自 自身输出端， 经过三相晶闸 管整流后变为 直流电。
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1、汽轮发电机构造
定子铁心
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2、水轮发电机构造 (1)立式水轮发电机
(2)卧式水轮发电机
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3〕水轮发电机构造转子构造 10000kW水轮机转子
4〕现场运行的水轮发电机
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二、静止的交流整流励磁系统
静止的交流整流励磁系统可分为自励式与他励式两种：
1、 他励式静止半导体励磁系统 汽轮发电机的励磁电流由同轴交流主励磁机发出的三相交 流通过静止的半导体硅整流器供给。 供给主励磁机励磁电流的是副励磁机。
副励磁机也是交流发电机共励磁电流在电机运行之初由外界直 流电源供给，待建立输出电压后则改为自励。
电机一类二类三类
电机一类二类三类电机是一种将电能转化为机械能的装置，广泛应用于各个领域，包括家用电器、工业设备、交通工具等。
根据其工作原理和结构特点的不同，电机可以分为一类、二类和三类。
一类电机，也称为直流电机，是最简单的一种电机。
其基本结构由定子、转子和电刷组成。
当电流通过定子产生磁场时，转子受到磁力作用而转动。
一类电机具有结构简单、转速稳定等特点，广泛应用于家用电器中，如电风扇、吸尘器等。
二类电机，也称为异步电机，是一种使用交流电作为输入的电机。
其基本结构由定子、转子和电磁铁组成。
当交流电通过定子产生旋转磁场时，转子受到磁力作用而转动。
二类电机具有结构复杂、运行稳定等特点，广泛应用于工业生产中，如电动机、泵等。
三类电机，也称为同步电机，是一种使用交流电作为输入的电机。
其基本结构由定子、转子和永磁体组成。
与二类电机不同的是，三类电机的转子上装有永磁体，而不是电磁铁。
当交流电通过定子产生旋转磁场时，转子上的永磁体与定子的磁场同步，从而使转子转动。
三类电机具有结构简单、效率高等特点，广泛应用于高精度的电子设备中，如数码相机、打印机等。
除了以上分类，电机还可以根据其用途和工作方式进行更细分。
例如，根据电机的用途可分为驱动电机、发电机、制动电机等；根据电机的工作方式可分为单相电机、三相电机等。
每种类型的电机都有其特定的应用领域和工作原理。
电机的发展已经成为现代工业的重要组成部分。
随着科技的进步，电机的结构和性能不断改进，使得其在各个领域的应用更加广泛和高效。
同时，电机的节能和环保也成为了电机设计的重要考虑因素。
未来，电机技术将继续发展，为人们的生活和工作带来更多便利和效益。
电机是将电能转化为机械能的装置，根据其工作原理和结构特点的不同，可以分为一类、二类和三类电机。
每种类型的电机都有其特定的应用领域和工作原理，为人们的生活和工业生产提供了重要的动力支持。
随着科技的进步，电机的发展前景将更加广阔。
电机类型与基本结构分解
电机的结构
• 电机的通风冷却系统 电机在运行过程中必然会有一部分能量转化成 热能，热能又会使电机的温度上升，当温度上升 到一定程度就会发生绝缘破坏，绕组以及换向器 碳刷烧坏，等一系列问题导致电机的损坏。 通风冷却系统，主要包括风路和风扇。应使 电机的发热和散热协调平衡，有足够的冷却气流 通过电机。
电机的结构
• 气隙对电机性能影响较大，气隙小，可减少电机 励磁安匝及损耗。但气隙过小，气隙谐波磁场增 大，电机杂散损耗及电磁噪音增加；同时，过小 的气隙，会由于机械和电磁的原因，对运行可靠 性带来一定影响。
电机的结构
• 绝缘系统
绝缘就是防止电流向不希望的方向流动及隔离导电和不 导电的部分（如导线和铁心）或隔离不同电位的导体（如 匝间﹐层间等）。 绝缘材料一般指电阻系数在 109Ω‧cm以上的材料。经验 表明，在电机出现的事故中，多数是由于绝缘破坏造成的， 正确选用绝缘材料是电机设计中重要的一环。 绝缘系统：所有绝缘材料聚合在一起所产生的一个完整 的独立的体系。
三相异步电动机的工作原理
• (1)当三相异步电机接入三相交流电源时，三相定 子绕组流过三相对称电流产生的三相磁动势（定 子旋转磁动势）并产生旋转磁场。 • (2)该旋转磁场与转子导体有相对切割运动,根据 电磁感应原理,转子导体产生感应电动势并产生感 应电流。 • (3)根据电磁力定律，载流的转子导体在磁场中受 到电磁力作用，形成电磁转矩，驱动转子旋转， 当电动机轴上带机械负载时，便向外输出机械能。
电机的分类
一、按工作电源种类划分： (a)直流电机 无刷直流电动机 永磁直流电动机和电磁直流电动机; 有刷直流电动机 (b)交流电机 同步电机和感应电机。
直流电机
交流电机
电机的分类
二、按结构和工作原理划分： (a)可分为直流电机 (b)异步电机 感应电机和交流换向器电机; (c)同步电机 永磁同步电机、磁阻同步电机和磁滞同步电机。
电动机的结构与构造分析
电动机的结构与构造分析电动机是将电能转化为机械能的一种设备。
其结构与构造对于电动机的性能和功效起着至关重要的作用。
本文将对电动机的结构与构造进行详细分析，以便更好地理解电动机的工作原理和优化设计。
一、电动机的基本结构电动机的基本结构包括定子、转子和传动机构三部分。
1. 定子：定子是电动机的固定部分，通常由铁心和绕组组成。
铁心是用来提供磁路的平台，常采用硅钢片堆砌而成。
绕组则是构成电磁感应的关键部分，一般由导线绕制而成。
2. 转子：转子是电动机的旋转部分，它通过与定子之间的磁力作用而转动。
转子通常由铜或铝导线绕制成的线圈构成，并通过轴承和传动机构连接到外部。
3. 传动机构：传动机构用于将电动机的旋转力传递给外界的工作负载，常见的传动机构包括齿轮传动、皮带传动和直接耦合传动等。
二、电动机的类型与结构电动机根据其驱动方式和应用场景的不同，可以分为直流电动机和交流电动机两大类。
1. 直流电动机：直流电动机是通过直流电源提供电能并产生磁场的电动机，其结构比较简单。
直流电动机通常包括齿极型和磁极型两种结构。
齿极型直流电动机的定子由铁心和绕组构成，转子由永磁体构成；磁极型直流电动机的定子和转子均由绕组构成，通过直流电流激励产生磁场。
2. 交流电动机：交流电动机是通过交流电源供电并通过电磁感应产生磁场的电动机，其结构更为复杂。
交流电动机按照转子类型可以分为感应电动机和同步电动机两种。
感应电动机通过电磁感应产生转矩，既可以是单相结构，也可以是三相结构；同步电动机通过与电源同步频率的旋转磁场产生转矩。
三、电动机的构造特点不同类型的电动机在结构上具有一些共同的特点，它们密切关联着电动机的功效和性能。
1. 磁路设计：电动机的铁心结构应具备较高的磁导率和低的磁阻，以提高磁场强度和磁通密度，进而提高转矩和效率。
2. 绝缘保护：电动机的绝缘系统应该具备良好的绝缘性能，以防止绕组和其他零部件之间的电流短路或漏电。
3. 散热方式：电动机在工作过程中会产生大量的热量，因此散热方式的设计对于电动机的寿命和性能具有重要影响。
电动机的基本结构
电动机的基本结构一、引言电动机是一种将电能转化为机械能的装置，广泛应用于各行各业。
它的基本结构对于其工作原理和性能具有重要影响。
本文将详细探讨电动机的基本结构，包括定子、转子、定子线圈、磁场等方面的内容。
二、电动机的基本组成部分2.1 定子定子是电动机的一个固定部分，一般由硅钢片制成。
定子内通常包含若干定子线圈，其数量取决于电动机的设计要求和类型。
定子线圈通常由铜导体绕制而成，经过适当的绝缘处理。
2.2 转子转子是电动机的另一个主要部分，它可以旋转并产生机械输出。
转子通常由导电材料制成，例如铜、铝等。
转子的形状和结构可以根据不同的应用需求进行设计和优化。
2.3 定子线圈定子线圈是电动机的核心部分之一，它们包裹在定子上，形成一个或多个线圈。
定子线圈与电源相连接，通过电流激发磁场，从而产生转矩。
定子线圈的绕制方式和数量根据不同的电动机类型和功率需求而异。
2.4 磁场磁场是电动机工作的基础，它由定子线圈产生。
定子线圈中通过电流激发后，会产生一个磁场，这个磁场可以与转子上的导体互相作用，引起转子的转动。
三、电动机的工作原理3.1 静磁场与旋转磁场电动机的工作原理是基于静磁场与旋转磁场之间的相互作用。
静磁场由定子线圈产生，而旋转磁场则是由交流电源提供的交流电流产生。
3.2 电磁感应与转子运动当旋转磁场与转子上的导体相互作用时，会在导体中产生感应电动势。
根据左手定则，这个感应电动势会使导体受到一个力，并导致转子开始旋转。
3.3 转子与负载的传动转子旋转后，通过机械传动装置将动能传递给负载。
这个传动装置可以是齿轮、皮带等，根据不同的应用领域和功率需求而定。
四、电动机的类型和应用4.1 直流电动机直流电动机是最常见的一种电动机类型，它包括直流励磁电动机和直流无刷电动机。
直流电动机具有速度可调性和起动扭矩大的优点，广泛应用于电动车、机械设备等领域。
4.2 交流电动机交流电动机包括感应电动机和同步电动机。
感应电动机具有结构简单、维护方便等优点，广泛应用于家电、工业设备等领域。
电机的原理与结构
电机的原理与结构电机是现代社会中不可或缺的重要设备，广泛应用于各个领域。
无论是在工业生产中的机械运转，还是在家庭中的电器使用，电机都发挥着至关重要的作用。
为了更好地理解电机的原理与结构，本篇文章将从以下几个方面进行探讨。
一、电机的基本原理电机的基本原理是利用电流通过导线产生的磁场与永磁体或电磁体之间的相互作用来产生旋转力。
根据磁场的产生方式，电机可以分为直流电机和交流电机两种类型。
1. 直流电机直流电机的工作原理是利用直流电流经过转子线圈产生磁场，与永磁体之间的相互作用而产生旋转力。
直流电机一般由定子和转子两部分组成，其中定子上绕有场绕组，转子上绕有电流导线。
2. 交流电机交流电机的工作原理是利用交流电流的周期性变化，通过定子线圈产生的磁场与转子的磁场之间的相互作用来产生旋转力。
交流电机根据定子线圈和转子线圈的接线方式和结构不同，可以分为异步电机、同步电机和感应电机等多种类型。
二、电机的构造与部件电机的结构与部件根据不同的电机类型和应用需求有所不同，但一般都包括以下几个主要部分：1. 定子定子是电机的固定部件，由铁心和绕组组成。
铁心一般由硅钢片叠压而成，以减小磁场的涡流损耗。
绕组则由导线绕制而成，通常是Y型或Δ型连接，用于产生旋转磁场。
2. 转子转子是电机的旋转部件，其结构与部件的选择根据不同的电机类型有所差异。
在直流电机中，转子通常由永磁体和电流导线组成。
在交流电机中，转子可以是铜绕组、铝绕组或铁芯铝绕组等，用于通过电流产生磁场。
3. 磁场产生装置磁场产生装置主要用于产生电机所需的磁场。
在直流电机中，磁场由永磁体提供，永磁体可以是永磁铁或永磁体组成。
在交流电机中，磁场可以由励磁线圈产生，在异步电机中，磁场由定子线圈提供。
4. 输电与控制装置输电与控制装置用于提供电流和控制电机的转速和方向。
输电装置通过外部电源将电流输入电机，控制装置则根据控制信号来控制电机的工作状态。
三、电机的应用领域电机广泛应用于各个领域，包括工业生产、交通运输、家电等。
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电动机是一种将电能转化为机械能的设备，广泛应用于各个领域，例如电动汽车、工业生产以及家用电器等。
对于电动机的基本结构及工作原理的了解对于理解其工作原理以及性能优化具有重要意义。
本文将介绍电动机的基本结构以及其工作原理。
一、电动机的基本结构电动机的基本结构通常包括定子（或称为定子绕组）、转子、机壳、轴承、风扇、控制器等等。
以下将对这些组成部分进行详细说明。
1. 定子（定子绕组）：定子由导线绕成的线圈组成，安装在机壳的内圆柱形铁心上。
定子线圈的数量和结构根据不同的电机类型而不同。
2. 转子：转子是电动机的旋转部分，由导体构成。
根据不同的电机类型，转子可以是绕组、永磁体或者铁芯。
3. 机壳：机壳是电动机的外壳，通常用金属材料制成，用于固定和保护内部构件。
机壳还可以起到屏蔽电磁干扰的作用。
4. 轴承：轴承用于支撑电机的转子。
它通常由金属球或滚柱组成，以减少转子的摩擦损失。
5. 风扇：风扇用于散热，保证电机在工作时能正常降温。
风扇通常安装在转子轴上，通过旋转产生气流。
6. 控制器：控制器是一种用来控制电动机速度和方向的设备。
它根据输入的信号，通过改变电机的电流或电压，来控制电机的转动。
二、电动机的工作原理电动机的工作原理基于法拉第电磁感应定律。
当有电流通过电动机的定子绕组时，会在定子绕组中产生磁场。
根据洛伦兹力定律，这个磁场将与转子中的磁场相互作用，从而产生一个力矩，使转子开始旋转。
具体来说，当电流通过定子绕组时，会在绕组周围产生一个磁场。
这个磁场会与转子中的永磁体或者有绕组产生的磁场相互作用。
根据库仑定律，当两个磁场相互作用时会产生一种力，这个力使转子开始旋转。
为了使电动机连续旋转，需要通过控制器提供持续的电流。
控制器根据输入的信号，检测电机的状态并相应地调整电流的大小和方向。
通过控制电流方向的变化，可以实现电机的正转和反转。
需要注意的是，电动机的效率受到多种因素的影响，例如电机的绕组材料、转子的设计以及控制器的性能等。
电机设计知识点
电机设计知识点在现代工业和生活中，电机被广泛应用于各个领域，如汽车、家电、工业制造等。
电机设计是电机工程师必备的基本技能之一，它涉及到电机的结构、原理及设计参数等方面。
本文将介绍一些电机设计的基础知识点。
一、电机分类电机按照不同的工作原理和应用领域可以分为多个类型，常见的电机包括直流电机、交流电机和步进电机等。
每种电机都有其特点和适用范围。
1. 直流电机直流电机是最简单的一种电动机，它的转子和定子由磁铁组成。
直流电机具有转速可调、启动扭矩大的特点，因此常用于需要精确控制转速和扭矩的场合，如电动汽车。
2. 交流电机交流电机是最常见的电动机之一，其转子和定子都由电磁铁绕组组成。
根据不同的转子结构，交流电机又可分为异步电机和同步电机。
异步电机广泛应用于家电、工业生产线等场所，同步电机通常用于电网同步发电。
3. 步进电机步进电机是一种数字式电机，它按照指令进行一小步或多小步旋转。
步进电机具有精确定位、高转矩、无刷等特点，广泛应用于数控机床、机械手等需要准确位置控制的场合。
二、电机设计要点电机设计涉及到多个方面的知识和技术，下面介绍几个重要的设计要点。
1. 磁电路设计电机的磁电路设计是电机设计的基础，它决定了电机的磁场分布和工作性能。
磁电路设计需要考虑磁路的磁阻、磁通量和磁场分布等因素，以满足电机的输出功率、效率和工作温度等要求。
2. 绕组设计绕组是电机中的重要部分，它是转子和定子之间实现能量转换的关键。
绕组的设计需要考虑导线材质、截面积、绝缘性能等因素，并根据工作电压和电流确定合适的绕组方式，以满足电机的工作要求。
3. 散热设计高功率电机在工作过程中会产生大量热量，因此散热设计对于电机的可靠运行非常重要。
散热设计需要考虑散热表面积、散热方式和散热材料等因素，并通过热传导和对流等方式将热量有效地散发出去。
4. 控制系统设计在某些场合，电机需要与其他设备或系统进行配合工作，因此电机的控制系统设计也是电机设计的关键一环。
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电机的结构
• 气隙对电机性能影响较大，气隙小，可减少电机 励磁安匝及损耗。但气隙过小，气隙谐波磁场增 大，电机杂散损耗及电磁噪音增加；同时，过小 的气隙，会由于机械和电磁的原因，对运行可靠 性带来一定影响。
电机的结构
• 绝缘系统
绝缘就是防止电流向不希望的方向流动及隔离导电和不 导电的部分（如导线和铁心）或隔离不同电位的导体（如 匝间﹐层间等）。 绝缘材料一般指电阻系数在 109Ω‧cm以上的材料。经验 表明，在电机出现的事故中，多数是由于绝缘破坏造成的， 正确选用绝缘材料是电机设计中重要的一环。 绝缘系统：所有绝缘材料聚合在一起所产生的一个完整 的独立的在运行过程中必然会有一部分能量转化成 热能，热能又会使电机的温度上升，当温度上升 到一定程度就会发生绝缘破坏，绕组以及换向器 碳刷烧坏，等一系列问题导致电机的损坏。 通风冷却系统，主要包括风路和风扇。应使 电机的发热和散热协调平衡，有足够的冷却气流 通过电机。
手心迎着磁通，垂直的拇指指向导线运动方向，平行四指指向感应电势方向。
电机的结构
• 机械结构：旋转及支撑 • 电磁系统：导电及能量转换 • 绝缘系统：分隔导电部分和不导电部分
电机的结构
• 电机机械结构的基本组成
(a)主要由定子，转子，前、后罩(端盖)及通风冷却系统 组成。 (b)电机静止部分称为定子,转动部分称为转子,在定子和 转子之间的空隙叫气隙。气隙很小﹐但磁场能量主要 集中在气隙內。
三相异步电动机的工作原理
• (1)当三相异步电机接入三相交流电源时，三相定 子绕组流过三相对称电流产生的三相磁动势（定 子旋转磁动势）并产生旋转磁场。 • (2)该旋转磁场与转子导体有相对切割运动,根据 电磁感应原理,转子导体产生感应电动势并产生感 应电流。 • (3)根据电磁力定律，载流的转子导体在磁场中受 到电磁力作用，形成电磁转矩，驱动转子旋转， 当电动机轴上带机械负载时，便向外输出机械能。
电机的结构
• 定子 --- 由定子铁芯和绕组组成,作用是产生励 磁磁通,导磁及支撑前后罩。 • 转子 --- 由转子铁芯，轴，电枢绕组及换向器组 成，其作用是保证并产生连续的电磁力矩，通过 轴输出机械能。 • 前、后罩 --- 担负着支承转子旋转和固定转子与 定子的装配关系的作用。其结构和尺寸要根据通 风系统，绕组对地绝缘，轴承结构，碳刷和碳刷 盒﹐安装等因素综合设计，同时要考虑强度和刚 度。
电机的旋转原理
一、 电磁力定律：当电流通过磁场中的导体时，导体会
受到电磁力的作用而移动，移动的方向可由左手法则来判 定。
磁力线指向手心，伸直四指指向电流方向，垂直的拇指指向电磁力方向。
电机的旋转原理
二、 电磁感应定律：在磁场中，导体做切割磁力线运动
时，导体内会产生感应电动势，该电势的方向由右手法则 确定。
电机的分类
一、按工作电源种类划分： (a)直流电机 无刷直流电动机 永磁直流电动机和电磁直流电动机; 有刷直流电动机 (b)交流电机 同步电机和感应电机。
直流电机
交流电机
电机的分类
二、按结构和工作原理划分： (a)可分为直流电机 (b)异步电机 感应电机和交流换向器电机; (c)同步电机 永磁同步电机、磁阻同步电机和磁滞同步电机。
电机类型与基本结构
目录
电机的分类
电机旋转的原理
电机的结构
电机：是将机械能转换为电能或者将电能转 为机械能的装置。当这样的装置用于将机械能转 换为电能时，称为发电机；当其将电能转换为机 械能时，称为电动机。 由于任何一种电机都可以沿任一方向转换功 率，因而任何一种电机均可以既用做发电机又用 做电动机。
永磁直流电机基本结构
中:转子组件 英:Rotor Assembly 代号:AMA
中:定子组件 英:Stator Assembly 代号:STA
中:罩组件 英:Bracket Assembly 代号:BKA
永磁直流电机
• 永磁直流电动机由磁石建立恒定激磁磁场，通过 碳刷和换向器的换向作用﹐实现外部电路的直流 电与电枢绕组內部交流电之间的转换﹐借助静止 气隙磁场实现电枢绕组中交流电与转轴上恒定力 矩的相互变换﹐从而使电机旋转起来。 （电刷是连接电源与转子绕组的导电部件，具备导电与 耐磨两种性能。）
永磁直流电机
• 两极有刷直流电机的固定部分( 定子)上装设了一对直流励磁的 静止的主磁极N和S，在旋转部 分(转子)上装设电枢铁芯。定子 与转子之间有一气隙。在电枢 铁芯上放置了由A和X两根导体 连成的电枢线圈，线圈的首端 和末端分别连到两个圆弧形的 铜片上，此铜片称为换向片。 换向片之间互相绝缘，由换向 片构成的整体称为换向器。换 向器固定在转轴上，换向片与 转轴之间亦互相绝缘。在换向 片上放置着一对固定不动的电 刷B1和B2，当电枢旋转时，电 枢线圈通过换向片和电刷与外 电路接通。