电机文献综述Word文件下载.docx

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汽轮发电机9583万kw，同比增长21.64％，水轮发电机组1922万kw，同比增长49.57％。

在经过了2006年下半年的低速发展之后，2007年到现在，我国电机制造行业保持高速发展态势。

电机出口市场的需求还将在相当一个时期趋于稳定，交流电动机的国际市场需求也十分可观，并将持续处于高速增长阶段。

随着电机产品国外市场的进一步拓宽，中小型电机在出口数量、品种、产品档次、创汇额上将会有重大突破。

未来出口电机产量增长主要外部原因在于世界经济稳定增长，促进了行业贸易产量的增长。

内因是国内出口退税率改革导致企业加快出口步伐，及国内外资企业规模的不断扩大和数量的快速增加，产品竞争提高，在国内形成巨大的效益，也刺激了出口上升。

随着生产现代化程度的不断提高和人们对家用电器、汽车等消费的不断增加，市场对电机的需求也将越来越大。

预计到2010年，全国发电装机容量将达到6.6亿千瓦左右，平均每年将投产发电装机容量3700万千瓦以上，年均增长7.8%左右。

而电动机的需求与发电设备的需求呈1∶3.51的正比关系，据此分析，大型、中小型交流电动机产品在国内市场的有效需求会保持稳定增长。

正文

电机的起源和发展

电机工作基本原理是利用带电导体和磁场间的相互作用而把电能变为机械能。

电动机结构主要包括两部分：

转子和定子。

转子为电动机的旋转部分，由转轴座组成，导体绕组的排列方式决定电动机的类型及其特性。

　　1821年英国科学家法拉第首先证明可以把电力转变为旋转运动。

最先制成电动机的人，据说是德国的雅可比。

他于1834年前后成了一种简单的装置：

在两个u型电磁铁中间，装一六臂轮，每臂带两根棒型磁铁。

通电后，棒型磁铁与u型磁铁之间产生相互吸引和排斥作用，带动轮轴转动。

后来，雅可比做了一具大型的装置。

安在小艇上，用320个丹尼尔电池供电，1838年小艇在易北河上首次航行，时速只有2.2公里，与此同时，美国的达文波特也成功地制出了驱动印刷机的电动机，印刷过美国电学期刑《电磁和机械情报》。

但这两种电动机都没有多大商业价值，用电池作电源，成本太大、不实用。

　　直到第一台实用直流发动机问世，电动机才行了广泛应用。

1870年比利时工程师格拉姆发明了直流发电机，在设计上，直流发电机和电动机很相似。

后来，格拉姆证明向直流发动机输入电流，其转子会象电动机一样旋转。

于是，这种格拉姆型电动机大量制造出来。

效率也不断提高。

与此同时，德国的西门子接制造更好的发电机，并着手研究由电动机驱动的车辆，于是西门子公司制成了世界电车。

1879年，在柏林工业展览会上，西门子公司不冒烟的电车赢得观众的一片喝彩。

西门子电机车当时只有3马力，后来美国发明大王爱迪生试验的电机车已达12─15马力。

但当时的电动机全是直流电机，只限于驱动电车。

　　1888年南斯拉夫出生的美国发明家特斯拉发明了交流电动机。

它是根据电磁感应原理制成，又称感应电动机，这种电动机结构简单，使用交流电，无需整流，无火花，因此被广泛应用于工业的家庭电器中，交流电动机通常用三相交流供电。

　　1902年瑞典工程师丹尼尔森首先提出同步电动机构想。

　　同步电动机工作原理同感应电动机一样，由定子产生旋转磁场，便转子绕组用直流供电，转速固定不变，不受负载影响。

因此同步电动机特别适用于钟表，电唱机和磁带录音机。

　　直流电动机是直流激磁，工作特性接其激磁绕组的接线方式不同而有区别。

串激电动机起动转矩大，适用于牵引和起重，并激电动机转速随负载大小而变动较小，且可以调节，可用为定速或调速之用，复激电动机兼有以上两种激磁方式发动机的特性。

　　交流换向器电动机，即转子具有换向器的交流电动机。

因它既可用于交流又可用于直流，故称作交直流两用电动机或通用电动机，多用于家用电器。

定义：

电机是指依据电磁感应定律实现电能的转换或传递的一种电磁装置。

电动机也称（俗称马达），在电路中用字母“M”（旧标准用“D”）表示。

它的主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源。

发电机在电路中用字母“G”表示。

它的主要作用是利用机械能转化为电能，目前最常用的是，利用热能、水能等推动发电机转子来发电，随着风力发电技术的日趋成熟，风电也慢慢走进我们的生活。

变压器，在有的书上称之为静止的电机。

从电机的定义发现，这么说也有它的道理的。

电动机的种类

1．按工作电源种类划分：

可分为直流电机和交流电机。

1.1直流电动机按结构及工作原理可划分：

无刷直流电动机和有刷直流电动机。

1.1.1有刷直流电动机可划分：

永磁直流电动机和电磁直流电动机。

1.1.1.1电磁直流电动机划分：

串励直流电动机、并励直流电动机、他励直流电动机和复励直流电动机。

1.1.1.2永磁直流电动机划分：

稀土永磁直流电动机、铁氧体永磁直流电动机和铝镍钴永磁直流电动机。

1.2其中交流电机还可分：

单相电机和三相电机。

2．按结构和工作原理划分：

可分为直流电动机、异步电动机、同步电动机。

2.1同步电机可划分：

永磁同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同步电动机。

2.2异步电机可划分：

感应电动机和交流换向器电动机。

2.2.1感应电动机可划分：

三相异步电动机、单相异步电动机和罩极异步电动机等。

2.2.2交流换向器电动机可划分：

单相串励电动机、交直流两用电动机和推斥电动机。

3．按起动与运行方式划分：

电容起动式单相异步电动机、电容运转式单相异步电动机、电容起动运转式单相异步电动机和分相式单相异步电动机。

4．按用途划分：

驱动用电动机和控制用电动机。

4.1驱动用电动机划分：

电动工具（包括钻孔、抛光、磨光、开槽、切割、扩孔等工具）用电动机、家电（包括洗衣机、电风扇、电冰箱、空调器、录音机、录像机、影碟机、吸尘器、照相机、电吹风、电动剃须刀等）用电动机及其它通用小型机械设备（包括各种小型机床、小型机械、医疗器械、电子仪器等）用电动机。

4.2控制用电动机又划分：

步进电动机和伺服电动机等。

5．按转子的结构划分：

笼型感应电动机（旧标准称为鼠笼型异步电动机）和绕线转子感应电动机（旧标准称为绕线型异步电动机）。

6．按运转速度划分：

高速电动机、低速电动机、恒速电动机、调速电动机。

低速电动机又分为齿轮减速电动机、电磁减速电动机、力矩电动机和爪极同步电动机等。

调速电动机除可分为有级恒速电动机、无级恒速电动机、有级变速电动机和无级变速电动机外，还可分为电磁调速电动机、直流调速电动机、PWM变频调速电动机和开关磁阻调速电动机。

异步电动机的转子转速总是略低于旋转磁场的同步转速。

同步电动机的转子转速与负载大小无关而始终保持为同步转速。

一.直流电动机

直流电机实图

直流电机的工作原理

一、直流发电机工作原理

直流发电机的工作原理就是把电枢线圈中感应的交变电动势，靠换向器配合电刷的换向作用，使之从电刷端引出时变为直流电动势的原理。

感应电动势的方向按右手定则确定（磁感线指向手心，大拇指指向导体运动方向，其他四指的指向就是导体中感应电动势的方向。

）

和电刷A接触的导体永远位于N极下，同样，和电刷B接触的导体永远位于S极下。

因此，电刷A始终有正极性，电刷B始终有负极性，所以电刷端能引出方向不变的但大小变化的脉振电动势。

如果电枢上线圈数增多，并按照一定的规律把它们连接起来，可使脉振程度减小，就可获得直流电动势。

这就是直流发电机的工作原理。

二、直流电动机的工作原理

导体受力的方向用左手定则确定。

这一对电磁力形成了作用于电枢一个力矩，这个力矩在旋转电机里称为电磁转矩，转矩的方向是逆时针方向，企图使电枢逆时针方向转动。

如果此电磁转矩能够克服电枢上的阻转矩（例如由摩擦引起的阻转矩以及其它负载转矩），电枢就能按逆时针方向旋转起来。

当电枢转了180°

后，导体cd转到N极下，导体ab转到S极下时，由于直流电源供给的电流方向不变，仍从电刷A流入，经导体cd、ab后，从电刷B流出。

这时导体cd受力方向变为从右向左，导体ab受力方向是从左向右，产生的电磁转矩的方向仍为逆时针方向。

因此，电枢一经转动，由于换向器配合电刷对电流的换向作用，直流电流交替地由导体ab和cd流入，使线圈边只要处于N极下，其中通过电流的方向总是由电刷A流入的方向，而在S极下时，总是从电刷B流出的方向。

这就保证了每个极下线圈边中的电流始终是一个方向，从而形成一种方向不变的转矩，使电动机能连续地旋转。

这就是直流电动机的工作原理。

直流电机的原理结构

直流电动机是依靠直流工作电压运行的电动机，广泛应用于收录机、录像机、影碟机、电动剃须刀、电吹风、电子表、玩具等。

1．电磁式直流电动机电磁式直流电动机由定子磁极、转子（电枢）、换向器（俗称整流子）、电刷、机壳、轴承等构成，

电磁式直流电动机的定子磁极（主磁极）由铁心和励磁绕组构成。

根据其励磁（旧标准称为激磁）方式的不同又可分为串励直流电动机、并励直流电动机、他励直流电动机和复励直流电动机。

因励磁方式不同，定子磁极磁通（由定子磁极的励磁线圈通电后产生）的规律也不同。

串励直流电动机的励磁绕组与转子绕组之间通过电刷和换向器相串联，励磁电流与电枢电流成正比，定子的磁通量随着励磁电流的增大而增大，转矩近似与电枢电流的平方成正比，转速随转矩或电流的增加而迅速下降。

其起动转矩可达额定转矩的5倍以上，短时间过载转矩可达额定转矩的4倍以上，转速变化率较大，空载转速甚高（一般不允许其在空载下运行）。

可通过用外用电阻器与串励绕组串联（或并联）、或将串励绕组并联换接来实现调速。

并励直流电动机的励磁绕组与转子绕组相并联，其励磁电流较恒定，起动转矩与电枢电流成正比，起动电流约为额定电流的2.5倍左右。

转速则随电流及转矩的增大而略有下降，短时过载转矩为额定转矩的1.5倍。

转速变化率较小，为5%~15%。

可通过消弱磁场的恒功率来调速。

他励直流电动机的励磁绕组接到独立的励磁电源供电，其励磁电流也较恒定，起动转矩与电枢电流成正比。

转速变化也为5%~15%。

可以通过消弱磁场恒功率来提高转速或通过降低转子绕组的电压来使转速降低。

复励直流电动机的定子磁极上除有并励绕组外，还装有与转子绕组串联的串励绕组（其匝数较少）。

串联绕组产生磁通的方向与主绕组的磁通方向相同，起动转矩约为额定转矩的4倍左右，短时间过载转矩为额定转矩的3.5倍左右。

转速变化率为25%~30%（与串联绕组有关）。

转速可通过消弱磁场强度来调整。

换向器的换向片使用银铜、镉铜等合金材料，用高强度塑料模压成。

电刷与换向器滑动接触，为转子绕组提供电枢电流。

电磁式直流电动机的电刷一般采用金属石墨电刷或电化石墨电刷。

转子的铁心采用硅钢片叠压而成，一般为12槽，内嵌12组电枢绕组，各绕组间串联接后，再分别与12片换向片连接。

1．永磁式直流电动机

永磁电机实图

永磁式直流电动机也由定子磁极、转子、电刷、外壳等组成，定子磁极采用永磁体（永久磁钢），有铁氧体、铝镍钴、钕铁硼等材料。

按其结构形式可分为圆筒型和瓦块型等几种。

录放机中使用的电多数为圆筒型磁体，而电动工具及汽车用电器中使用的电动机多数采用专块型磁体。