电器知识培训资料Word文档下载推荐.doc

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根据线圈绕制的形状与嵌装布线方式的不同，可分为集中式和分布式两种类型：

集中式绕组一般为矩形线圈，线圈经绝缘带包扎定型后，在经浸漆烘干处理，然后嵌装于凸形磁极的铁心上。

通常每个磁极有一个线圈，但也有用一个线圈形成两个磁极的庶极形式。

一般直流电机、交直流两用电动机的励磁绕组，以及凸极式单相罩极电动机的主极绕组都采用集中式绕组；

分布式绕组一般由几个线圈按照一定的规律嵌装布线组成线圈组，当线圈组通电后形成不同极性的磁极。

鼠笼转子：

由转子冲片叠装成转子铁心。

转子铸铝时，由熔化铝液铸成由导条和端环组成的铝笼，以及端环上的平衡柱。

转子铁心是电机主要磁路部分，鼠笼导条和端环是转子绕组。

导条和旋转磁场作用，产生转矩驱动电动机旋转。

热保护器：

当电动机温度达到或超过热保护器预定的温度时，热保护器就会切断电源保护电动机。

常用的热保护器由双金属片型、热断型和PTC热敏电阻型三种。

异步电机工作特性分析：

异步电动机的工作特性：

指在额定电压及额定频率下，电动机的主要物理量（转差率，转矩电流，效率，功率因数等随输出功率变化的关系曲线。

1．转差率特性：

·

切割磁力线是产生转子感应电流和电磁转矩的必要条件。

转子必须与旋转磁场保持一定的速度差，才可能切割磁力线。

旋转磁场的转速用n1表示，称为同步转速；

转子的实际转速用n表示，转差Δn=n1-n。

转差率：

转差率是异步电动机的一个基本变量，在分析异步电动机运行时有着重要的地位。

o起动瞬间，n=0,s=1

o理想空载运行时：

n=n1,s=0

o作为电动机运行时，s的范围在0---1之间。

o转差率一般很小，如s=0.03。

o制动运行时，电磁转矩方向与转速方向相反，即n1与n反向，s>

1

o发电运行时，n高于同步转速n1,s<

0.

随着负载功率的增加，转子电流增大，故转差率随输出功率增大而增大。

2．转矩特性：

异步电动机的输出转矩：

转速的变换范围很小，从空载到满载，转速略有下降。

转矩曲线为一个上翘的曲线。

（近似直线）

3．电流特性：

空载时电流很小，随着负载电流增大，电机的输入电流增大。

效率特性：

其中铜耗随着负载的变化而变化（与负载电流的平方正比）；

铁耗和机械损耗近似不变；

效率曲线有最大值，可变损耗等于不变损耗时，电机达到最大效率。

4．功率因素特性

空载时，定子电流基本上用来产生主磁通，有功功率很小，功率因数也很低；

随着负载电流增大，输入电流中的有功分量也增大，功率因数逐渐升高；

在额定功率附近，功率因数达到最大值。

如果负载继续增大，则导致转子漏电抗增大（漏电抗与频率正比），从而引起功率因数下降。

主要性能指标：

同步转速：

ns=60f1/p（f1：

电源频率；

p：

电动机极对数）

电动机转速：

n=（1-s）ns（s：

转差率）

电动机效率：

η=P2/P1（P2：

从电网输入电动机的电功率；

P1：

电动机轴上输出的机械功率）

电机关键控制点：

a.电机设计时：

电机负载特性、振动与噪音、温升（GB4706.32-1996第11章发热试验，第19章非正常工作试验）、

b.成品检验（与设计的复合性）：

电机空载特性、负载特性、直流电阻、安全性能

电机试验：

a.空载试验（试验标准件技术规范）：

如果空载电流过大，则表示定子与转子之间的气隙可能超出允许值，或定子绕组匝数少于设计值，也可能是由于装配质量差，使转子转动不灵活所致；

如果空载电流过小，则表示可能定子绕组匝数多于设计值。

空在运转时，电机应平稳轻快，无停滞现象，声音和谐、无杂音；

空载运转时测得的振动速度不应超过1.6mm/s。

b.堵转试验：

试验目的是为了测定电机的堵转电流、堵转转矩和堵转损耗，考核笼型转子的铸铝质量及转子槽形设计的合理性。

一般情况下同规格笼型异步电动机，在100V时的堵转试验电流值相差3%~6%；

堵转损耗相差5%~10%；

堵转电流偏大，一般是定子绕组匝数少，转子槽斜度不够、气隙过大、定转子铁心未对齐等原因造成的。

堵转电流偏小，一般是铸铝转子铁心叠片错片、斜槽时槽口不齐、笼型导条杂质多或有缩孔、夹渣或断条、气隙小于允许值等原因造成的。

c.温升试验：

目的是通过实验求得电机满载运行导热稳定状态时的电机绕组温升值，另外还包括铁心、轴承的温升等。

电机温升的高低直接关系到电机绝缘寿命的长短，影响到电机效率及其他力能指标的好坏，当电机温升过高时，甚至会导致电机很快的损坏。

d.匝间绝缘试验：

多匝线圈或绕组应进行匝间绝缘试验，以考核绕组匝间绝缘承受过电压的能力。

方法：

在电机绕组与机壳之间施加试验电压（有效值）为1800VAC，历时0.5s，电机匝间绝缘而无击穿现象，泄漏电流不应超过10mA。

e.短时升高电压试验（代替匝间绝缘试验）：

在电动机空载时施加1.3倍额定电压（或者额定电压范围上限），持续时间为3min。

试验中若出现1）电机冒烟、跳弧或发出焦味；

2）电机有剧烈的振动和电磁噪音；

3）电机端电压突然下降等现象，表明电机绕组匝间短路。

说明：

由于鼠笼型异步电动机转子绕组自身短路，所以须在空载运转状态下进行试验。

1）同步电动机（爪极永磁同步电动机）：

是指转子转速与电源频率保持恒定比例关系的一种交流小功率电动机。

当转子极对数为p、电源频率为f时，同步电机转速为：

n=60f/pr/min只要电动机在正常的负载范围内运行，其转速都不会因电源电压的波动和负载的变化而变化。

分类：

A.爪极在定子上的永磁同步电动机：

定子由机壳、端盖和环形绕组组成。

机壳和端盖由导磁薄钢板冲制而成，既起机械支撑作用，又是磁路和磁极的一部分。

机壳和端盖上冲制的爪极片，沿定子内圆的圆周方向交错排列并相互间隔一定距离，形成多极的磁极。

转子主要部分是一块圆柱形磁钢，通常采用铁氧体烧结磁钢或粘结磁钢。

经径向冲磁后成为沿圆周N和S极均匀间隔排列的多极磁钢。

一般极数为8~24。

当定子环形绕组由单相电源供电后，定子、转子磁场产生同步电磁转距，带动电动机使其起动并牵入同步运行。

爪极永磁同步电机的旋转方向是随机的。

对需要定向旋转的电动机，应设置机械定向装置，或在定子结构上作特殊的设计以获得定向旋转。

B．爪极在转子上的永磁同步电动机（暂时没有用到）。

2）步进电动机：

是一种将电脉冲信号转换成直线或角位移的执行元件，即外加一个脉冲信号于电动机时，电机就运动一步；

脉冲数增加，则直线或角位移增加；

脉冲频率高，则电动机旋转速度快，反之则慢。

分配脉冲相序改变后，电机逆转。

脉冲停止，电机即自锁。

由于该类电动机的运动形式时步进式的，所以称为步进电动机。

不仅电动机独特的优点：

步距值不因电气、负载、环境条件的变化而受影响；

电机转速取决于脉冲信号的频率；

步距误差不长期积累，即每转动一圈的累积误差为零。

a.空载牵入频率：

电机空载，加额定电压，采用预置脉冲数或其他能检查失步的方法，使电机从锁定状态突然起动，测出转子在三个不同位置的正反两个转向的能不失步的最高牵入频率。

b.空载牵出频率：

电机空载，加额定电压，逐渐升高脉冲频率，采用能检查失步的方法，测出转子在三个不同位置的正反两个转向的能不失步的最高牵出频率。

c.牵入转矩：

电机加额定电压，脉冲频率为100pps，采用预置脉冲数或其他能检查失步的方法，先加上一定的负载，然后从锁定状态突然起动，测出转子在三个不同位置的正反两个转向的能不失步的最高牵入转矩。

d.自定位转矩：

电机不通电，用力矩盘将转矩加到输出轴上，增加转矩直到输出轴开始连续旋转前的最大转矩。

e.摩擦力矩（输出轴与齿轮间的摩擦力矩）：

电机两相加额定电压锁定转子，用力矩盘将力矩加到输出轴上，测量输出轴开始连续转时的力矩。

3）单相罩极异步电动机：

转子为鼠笼型，但定子结构与其他异步电动机有较大差别。

一般定子铁心采用凸极式，在磁极极面1/2~1/3除开由一个小槽，并在小槽内放置短路环，被该短路环包围的部分称为罩极磁极。

在整个磁极上套有集中式励磁绕组，励磁绕组和短路环相当主相和副相绕组，当励磁绕组接到单相电源后，即产生脉振磁通。

特点：

电机价格低廉、制造方便，噪声和无线电干扰也小，但电机性能较差，所以该类电机只用于对电动机性能要求不高的场合，如除湿机等。

4）无刷直流电动机：

由电动机本体、传感器和电子换向控制线路三部分组成。

电动机本体由定子和转子组成，定子上多相绕组放置在铁心槽内；

转子上有磁钢产生励磁磁场。

位置传感器检测旋转转子的位置，与电子换向线路一起实现电子换向。

显著特点：

调速范围宽、起动迅速、电机效率高（75～80％）、耗电省、温升低、噪音小、无线电干扰小等优点；

缺点是：

由直流电源供电、控制复杂、同功率同转速下电动机价格高于异步电动机。

4-1）直流电机结构

a．定子

b．转子：

铁氧体（塑磁、粘结铁氧体）；

钕铁硼（粘结、烧结）

c．PC控制板（感应信号、控制信号、反馈信号）

4－2）直流电机控制

1.调幅调制PAM12.调幅调制PAM2

Vm：

低压（35V通常）Vcc：

5V注：

1。

通电顺序：

FG反馈信号：

通常8机电机一般先Vcc，再Vm（Vm由低至高）

可提供脉冲数：

4/6/8/12个/转2。

断电顺序：

先Vm，再Vcc

3.脉宽调制PWM

140V、280V、380V（410V）Vcc：

12Vor15V

Vsp：

0～6.5V，一般情况下1.7～1.9V电机启动；

3.5～3.8V电机全导通

即：

当Vcc、Vm通额定电压，调节Vsp至1.7～1.9V时电机运行，继续调节Vsp至3.5～3.8V时电机转速达到最大值。

※通电顺序：

Vcc—Vm—调节Vsp；

※断电顺序：

调节Vsp—Vm—Vcc

5）陶瓷PTC电加热器：

PTCR是Positivetemperaturecoefficientofresistance的缩写，为正温度系数热敏陶瓷电阻，其主要成分为BaTio3，在掺杂一定的微量元素，经过高温烧结，使其具有PTC效应，即具有很大的正电阻温度系数，在居里温度以上几十度的温度范围内，其电阻率可以增大4~10个数量级，这样就会使工作电流大幅下降使温度下降，工作电流又大幅上升，使工作温度升到居里点，从而达到一个动态的平衡。

PTC加热器件的特性

220V有风连续通电寿命测试

功率与环境温度的关系

（风量2.1立方米／分）