电动机的结构和工作原理PPT
合集下载
三相异步电动机原理ppt课件 共44页
定义（ n0- n ）为转差，把转差与同步转速n0 之比的百分值 叫做转差率S。即：
S= （ n0 -n ）/ n0 *100%
N
如果用一原动机或其它
T
转矩去拖动异步电动机，
使它的转速超过同步转速，
n >n0 ,S<0,旋转磁场切割转
n0
子导体的
n
方向相反，导体中的电动势与电流方向都反向。由左手 定则知电磁力与旋转磁场和转子的旋转方向相反，这是制动 转矩。这时原动机对异步电动机输入机械功率，而通过电磁 感应由定子向电网输送电功率，电动机处在发电机状态。
每一相绕组都有首端，又有末端，以A相为例，则三相绕组A-X、 B-Y、C-Z、在空间上分布为A-Z-B-X-C-Y共有六部分，即总的 绕组应分为六部分，分属AZBXCY，每一部分在每极下占有的 电角度称为相带，一般用600相带
N
S
N
S
A Z B X C Y A ZB X C Y 600
每极每相槽数q
第四章 三相异步电动机原理
• 4.1 三相异步电动机的基本工作原理与结构 • 4.2交流电机绕组 • 4.3交流电机的感应电动势 • 4.4交流电机绕组的磁动势 • 4.5三相异步电动机的空载运行 • 4.6三相异步电动机的负载运行 • 4.7三相异步电动机的等效电路和向量图
4.1三相异步电动机的基本工作原理与结构
对双层绕组而言，每个相绕组有2p个线圈组，每个相绕
组串联匝数为
N
2p a
qNy
所以双层绕组相电动势基波的有效值为
E 1 2 a p E q ( y 1 ) 2 a p 4 . 4 f 1 q 4 y k W 1 N 1 4 . 4 f 1 2 p 4 a y k q W 1 1 N 4 . 4 f 1 N 4 W 1 1
《三相异步电动机》课件
家用电器中的应用
家用电器中常使用三相异步电动 机，如洗衣机、冰箱等。
发展趋势
未来，三相异步电动机将逐渐应 用于新能源、电动汽车等领域， 促进技术的进步。
六、总结
三相异步电动机的特点和优缺点
三相异步电动机具有结构简单、运行稳定等特点，但启动力矩较小，需要额外的起动装置。
未来发展和应用前景
随着新能源和电动汽车等领域的快速发展，三相异步电动机有着广阔的应用前景。
三相异步电动机具有结构简单、运行稳定的优点， 但缺点是起动力矩较小，需要外部辅助装置。
二、原理
1 磁场转速与电动机转速
三相异步电动机的转速与其磁场旋转速度不同步，因此称为“异步”电动机。
2 感应电动机的工作原理
感应电动机利用旋转磁场在转子中产生感应电流，从而产生转矩，驱动机械运转。
3 转子的损耗和转矩
转子中的铜损、磁损等会导致能量损耗，同时会产生转矩，使电动机能够开展工作。
三、结构
组成
三相异步电动机由定子、转子、 端盖、轴等组件构成，各个局
定子上的线圈按照一定的规律 布置，形成电磁场，驱动转子 旋转。
各部件的作用和功能
不同部件在电机运行过程中， 起着各自不可或缺的作用，确 保电机正常工作。
四、运行和控制
1
启动、运行、停止
通过给定适当的电压和频率，电动机可以启动、运行和停止。
2
控制方式
运行电动机可以通过多种方式进行控制，如电阻起动、变频器控制等。
3
速度调节方法
可以通过改变电动机供电频率、极对数等参数来实现对电动机转速的调节。
五、应用
工业应用案例
三相异步电动机被广泛应用于各 种工业领域，如机械加工、生产 装配线等。
三相同步电机的结构与工作原理.pptx
当负载转矩太大 时，旋转磁场就 无法拖动转子一 起旋转，称为 “失步”，电动 机不能正常工作。
Thank You
三相交流电施于 三相定子绕组,产 生旋转磁场
以某种方法起动后,定转子 磁场间异性相吸,转子磁场 跟随定子磁场同步旋转T 越大
直流电施于转 子绕组,产生 转子磁场(极)
θ=0
改变同步电动机的转向：三相电 源进线中的任意两相对调，定子 旋转磁场方向改变，与三相异步 电动机反转的方法相同。
《电机与辅助控制系统》课程
知识点 三相同步电机的结构与工作原理
一、三相同步电机的结构
同步电动机
三相旋转磁极式同步电动机结构示意图
同 步 电 机
n=n1
同步调相机 同步发电机
一般用于2、4极
一般用于4极及以上
同步机的结构中，定子与三相异步电动机类似，接入三 相电源，但转子是不同的，是直流励磁。
二、三相同步电机的工作原理
直流电动机PPT课件
额定电磁转矩为
TN95n P 5 N N 09535 100 3 040 .4 1N •m
节目录
电路与电工技术
何谓直流电机的铭 牌数据？其中的额 定功率，是电功率 还是机械功率？ 节目录
在直流电动机中，电枢所 加电压已是直流，为什么还 要加装换向器？如果直流电 机没有换向器，还能转动吗？
直流电机的定子都 包含哪几部分？各 部分作用如何？
节目录
电路与电工技术
一台Z252型直流电动机，已知其铭牌数据为： PN=13kW，UN=220V，ηN=0.86，nN=3000r/min。试 求该直流电动机的P1N，IN和TN。
根据已知铭牌数据，可求得额定输入功率为
P1NPN N
1315.1kW 0.86
额定电流为 INUP N NN2123 1 00.8 3 066.87A
节目录
电路与电工技术
6.1 直流电动机的结构原理
直流电机是电机的主要类型之一。近年来，与电力电子 装置结合而具有直流电机性能的电机不断涌现，使直流电 机大有被取代的趋势。尽管如此，直流电机仍有一定的理 论意义和实用价值。
1. 直流电机的结构组成
节目录
电路与电工技术 直流电机结构组成图
节目录
电路与电工技术
直流电机的转子都 包含哪几部分？各 部分作用如何？
电路与电工技术
6.2 直流电动机的基本工作原理
1. 直流电动机的基本工作原理
直流电动机的工作原理也是
建立在电磁力和电磁感应的基
A
础上。图中N和S为直流电机的
一对定子磁极；电枢绕组用一
个单匝线圈来表示；线圈的两 个引出端分别联在两个换向片
I
B
上，换向片上压着电刷A和B。 _ U +
《永磁同步电动机》课件
面临的挑战与解决方案
成本问题
随着高性能永磁材料价格的上涨，永磁同步电动机的成本 也随之增加。解决方案包括采用替代性材料、优化设计等 降低成本。
控制精度问题
在某些高精度应用场景中，永磁同步电动机的控制精度仍 需提高。解决方案包括采用先进的控制算法和传感器技术 提高控制精度。
可靠性问题
在高温、高湿等恶劣环境下，永磁同步电动机的可靠性可 能会受到影响。解决方案包括加强散热设计、提高材料耐 久性等提高可靠性。
总结词
风力发电系统中应用永磁同步电动机，具有 高效、可靠、低噪音等优点。
详细描述
风力发电系统需要能够在风能不稳定的情况 下高效、可靠运行的电机，永磁同步电动机 能够满足这些要求。其高效、可靠、低噪音 的特性使得风力发电系统在能源利用效率和
可靠性方面具有显著优势。
THANKS
感谢观看
工作原理
永磁同步电动机通过控制器调节电机电流，使电机转子与定子磁场保持同步， 从而实现电机的运转。其工作原理基于磁场定向控制和矢量控制技术。
种类与特点
种类
永磁同步电动机根据结构可分为 表面贴装式、内置式和无铁心式 等类型。
特点
永磁同步电动机具有效率高、节 能效果好、运行稳定、维护方便 等优点，广泛应用于工业自动化 、新能源、电动汽车等领域。
05
CATALOGUE
永磁同步电动机的发展趋势与挑战
技术发展趋势
高效能化
随着技术的不断进步，永磁同步电动机的效率和性能不断提升， 能够满足更多高效率、高负载的应用需求。
智能化
随着物联网、传感器等技术的发展，永磁同步电动机的智能化水平 不断提高，可以实现远程监控、故障诊断等功能。
紧凑化
为了适应空间受限的应用场景，永磁同步电动机的尺寸和重量不断 减小，同时保持高性能。
电机学课件ppt课件
ppt精选版
T
暂时 T > TL
26
3.减小 调速的特点：
（1）调速平滑，可做到无级调速，但只能向上调， 受机械本身强度所限，n不能太高。
（2）调的是励磁电流（该电流比电枢电流小得多）， 调节控制方便。
ppt精选版
27
二、改变电枢电压调速
1.特性曲线
nn0 n 其中
n0
U
K
Φ
E
，n
KT
Ra
KEΦ2
E
K
Φn
E
T K TΦI a
他励
nKU EΦKTK RaEΦ2T
即：nn0 n
其中
Φ n U 0
K ppt精选版 E
，n
Ra
Φ K K 2 T E 17
T
nn0 n 其中
n0
U
K
Φ
E
，n
KT
Ra
KEΦ2
T
n0： 理想空载转速,即T=0时的转速。（实际工作 时,由于有空载损耗，电机的T不会为0。）
U
K
Φ
E
，n
KT
Ra
KEΦ2
T
If的调节有两种情况：
• Rf If n ，但在额定情况下， 已接 近饱和，If 再加大，对 影响不大，所以这种增加
磁通的办法一般不用。
• Rf If n ，减弱磁通是常用的调速方
法。
概念：改变磁通调速的方法—
减小磁p通pt精，选版n只能上调。
24
2.特性的变化
的电流过大。
M
Uf
制动
ppt精选版
38
（2）能耗制动 — 电枢断电后立即接入一个电阻。
《异步电动机》课件
异步电动机的调速
变极调速
通过改变电动机的极数来调节转速，但只能在有限的范围内调速。
变频调速
通过改变电源的频率来调节电动机的转速，可以实现宽范围的调速，且调速性能 好。
异步电动机的制动和反转
能耗制动
反转
在电动机定子绕组中通入直流电，产 生恒定的磁场，利用转子感应电流与 恒定磁场的相互作用产生制动力矩。
03
转子铁芯
转子铁芯是电动机的磁路部分，通常 由0.5mm厚的硅钢片叠压而成。
转轴
转轴是电动机的输出部分，通过轴承 与机座相连，用于驱动负载。
05
04
转子绕组
转子绕组是电动机的电路部分，它由 绝缘导线绕制而成，嵌套在转子铁芯 槽内。
其他部件
01
02
03
轴承
轴承是用来支撑转子的部 件，分为滚动轴承和滑动 轴承两种。
通过改变电源相序或绕组接线方式来 实现电动机的反转。
反接制动
通过反接电源相序来改变电动机旋转 磁场的旋转方向，利用转子感应电流 与旋转磁场的相互作用产生制动力矩 。
05
异步电动机的维护与故障 处理
异步电动机的日常维护
定期检查
定期检查异步电动机的 外观、紧固件、轴承异步电动机的清洁 ，防止灰尘、杂物进入
汽车用异步电动机
适用于汽车驱动和辅助系 统，如起动机、发电机等 。
04
异步电动机的运行与控制
异步电动机的启动
直接启动
通过直接将电动机接入电源来启动。这种方式简单，但可能导致电流过大，适 用于小容量电动机。
降压启动
通过降低加在电动机上的电压来减小启动电流。常用的方法有星形-三角形启动 和自耦变压器启动。
《异步电动机》 PPT课件
九年级物理全册--直流电动机-PPT课件(2024版)
21
-
答案：(1)导电(或接触良好) 换向器(2)①将线圈旋转一定角度 ②增大电源电压(或换一块磁性更强的磁体)
22
-
【方法归纳】直流电动机不转的四类原因及解决措施
原因种类
具体故障
处理方法
电路原因
电刷与换向器接触不良
将换向器、电刷表面氧化层刮去,使二者接触良好
电流太小
增大电源电压
线圈内部开路
更换线圈
换向器变形,电刷同时接触同一个换向器片,使线圈被短路
调好换向器位置
23
-
原因种类
具体故障
处理方法
磁场原因
磁体的磁性弱
换强磁体
机械原因
线圈被卡住,电刷与换向器接触太紧或线圈转轴受到的摩擦力太大
调节松紧,减少摩擦
位置原因
线圈刚好处在平衡位置
用手转动线圈使其转过平衡位置
24
-
1.下列哪种设备是根据如图所示的实验原理制成的( )A.电熨斗 B.电动机C.电磁铁 D.发电机
33
-
6.如图所示,在直流电动机的工作过程中,换向器起了关键的作用,它能使线圈刚刚转过平衡位置时就自动改变线圈中的 ,从而实现通电线圈在磁场中的连续转动。电动机工作时是把电能转化为 能,实际使用的直流电动机由 和 两部分组成,如图所示的线圈为 。
34
-
【解析】本题考查线圈平衡位置的特点。直流电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，它是一种将电能转化为机械能的机器。为了让电动机能够持续转动，在制作电动机时增加了换向器，当线圈刚好转过平衡位置时就自动改变线圈中的电流的方向，及时改变通电线圈的受力方向，保证电动机能够连续转动。实际使用的直流电动机是由转子和定子两部分组成，图中线圈是转动的，称为转子。答案：电流方向 机械 转子 定子 转子
-
答案：(1)导电(或接触良好) 换向器(2)①将线圈旋转一定角度 ②增大电源电压(或换一块磁性更强的磁体)
22
-
【方法归纳】直流电动机不转的四类原因及解决措施
原因种类
具体故障
处理方法
电路原因
电刷与换向器接触不良
将换向器、电刷表面氧化层刮去,使二者接触良好
电流太小
增大电源电压
线圈内部开路
更换线圈
换向器变形,电刷同时接触同一个换向器片,使线圈被短路
调好换向器位置
23
-
原因种类
具体故障
处理方法
磁场原因
磁体的磁性弱
换强磁体
机械原因
线圈被卡住,电刷与换向器接触太紧或线圈转轴受到的摩擦力太大
调节松紧,减少摩擦
位置原因
线圈刚好处在平衡位置
用手转动线圈使其转过平衡位置
24
-
1.下列哪种设备是根据如图所示的实验原理制成的( )A.电熨斗 B.电动机C.电磁铁 D.发电机
33
-
6.如图所示,在直流电动机的工作过程中,换向器起了关键的作用,它能使线圈刚刚转过平衡位置时就自动改变线圈中的 ,从而实现通电线圈在磁场中的连续转动。电动机工作时是把电能转化为 能,实际使用的直流电动机由 和 两部分组成,如图所示的线圈为 。
34
-
【解析】本题考查线圈平衡位置的特点。直流电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，它是一种将电能转化为机械能的机器。为了让电动机能够持续转动，在制作电动机时增加了换向器，当线圈刚好转过平衡位置时就自动改变线圈中的电流的方向，及时改变通电线圈的受力方向，保证电动机能够连续转动。实际使用的直流电动机是由转子和定子两部分组成，图中线圈是转动的，称为转子。答案：电流方向 机械 转子 定子 转子