电机j及电风扇的运用.docx

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电机j及电风扇的运用

电动机发展及运用

院系：

工学院机械系

序号：

49

姓名：

马威

专业：

机械设计制造以及自动化

学号：

100163059

班级：

10机电一班

老师：

王忠利

摘要

电机拖动是指用电动机拖动各种生产机械，例如金属切割机床、轧钢机、风机、水泵、起重机械和电力机车等。

现代的电力拖动大都采用多电动机的拖动方式。

电能在国民经济中的应用最为广泛的能源，而电能的产生、传输、分配和使用等的各个环节都依赖与各种各样的电机；电机拖动是国民的各个经济中采用的最广泛的拖动方式，是生产过程电气化、自动化的重要前提。

由此可见，电机及电机拖动在国民经济中起着极其重要的作用。

随着电力电子技术、微电子技术及现代控制理论的发展，中、小功率电动机在工农业生产及人们的日常生活中都有极其广泛的的应用。

特别是乡镇企业及家用电器的迅速，更需要大量的中小功率电动机。

由于这种电动机的发展及广泛的应用，它的使用、保养和维护工作也越来越重要。

本文就电动机以及电风扇技术发展及现状、工作原理、电动机的运行维护展开了分析。

关键词：

技术现状工作原理运行维护

1电动机技术及发展趋势

电动机是利用电磁感应原理工作的机械。

随着生产的发展而发展的，反过来，电机的发展又促进了社会生产力的不断提高。

从19世纪末期起，电动机就逐渐代替蒸汽机作为拖动生产机械的原动机，一个多世纪以来，虽然电机的基本结构变化不大，但是电机的类型增加了许多，在运行性能，经济指标等方面也都有了很大的改进和提高，而且随着自动控制系统和计算机技术的发展，在一般旋转电机的理论基础上又发展出许多种类的控制电机，控制电机具有高可靠性﹑好精确度﹑快速响应的特点，已成为电机学科的一个独立分支。

　　它应用广泛，种类繁多。

性能各异，分类方法也很多。

电机常用的分类方法主要有两种：

一种是按功能用途分，可分为发电机﹑电动机，变压器和控制电机四大类。

电动机的功能是将电能转换成机械能，它可以作为拖动各种生产机械的动力，是国民经济各部门应用最多的动力机械，也是最主要的用电设备，各种电动机消耗的电能占全国总发电量的60%~70%。

另一种分类方法是按照电机的结构或转速分类,可分为变压器和旋转电机.根据电源电流的不同旋转电机又分为直流电机和交流电机两大类.交流电机又分为同步电机和异步电机。

　　在现代化工业生产过程中，为了实现各种生产工艺过程，需要各种各样的生产机械。

拖动各种生产机械运转，可以采用气动，液压传动和电力拖动。

由于电力拖动具有控制简单﹑调节性能好﹑耗损小﹑经济，能实现远距离控制和自动控制等一系列优点，因此大多数生产机械都采用电力拖动。

　　按照电动机的种类不同，电力拖动系统分为直流电力拖动系统和交流电力拖动系统两大类。

　　纵观电力拖动的发展过程，交、直流两种拖动方式并存于各个生产领域。

在交流电出现以前，直流电力拖动是唯一的一种电力拖动方式，19世纪末期，由于研制出了经济实用的交流电动机，致使交流电力拖动在工业中得到了广泛的应用，但随着生产技术的发展，特别是精密机械加工与冶金工业生产过程的进步，对电力拖动在起动，制动，正反转以及调速精度与范围等静态特发。

由于交流电力拖动比直流电力拖动在技术上难以实现这些要求，所以20世纪以来，在可逆，可调速与高精度的拖动技术领域中，相当时期内几乎都是采用直流电力拖动，而交流电力拖动则主要用于恒转速系统。

　　虽然直流电动机具有调速性能优异这一突出特点，但是由于它具有电刷与换向器（又称整流子），使得他的故障率较高，电动机的使用环境也受到了限制（如不能在有易爆气体及尘埃多的场合使用），其电压等级，额定转速，单机容量的发展也受到了限制。

所以，在20世纪60年代以后，随着电力电子技术的发展，半导体交流技术的交流技术的交流调速系统得以实现。

尤其是70年代以来，大规模集成电路和计算机控制技术的发展，为交流电力拖动的广泛应用创造了有利条件。

诸如交流电动机的串级调速，各种类型的变频调速，无换向器电动机调速等，使得交流电力拖动逐步具备了调速范围宽，稳态精度高，动态响应快以及在四象限做可逆运行等良好的技术性能，在调速性能方面完全可与直流电力拖动媲美。

除此之外，由于交流电力拖动具有调速性能优良，维修费用低等优点，因此它今后将广泛应用于各个工业电气自动化领域中，并逐步取代直流电力拖动而成为电力拖动的主流。

　　经历了100多年的技术发展，电动机自身的理论基本成熟。

随着电工技术的发展，对电能的转换、控制以及高效使用的要求越来越高。

电磁材料的性能不断提高，电工电子技术的广泛应用，为电动机的发展注入了新的活力。

　　未来电动机将会沿着单位功率体积更小、机电能量转换效率更高、控制更灵活的方向继续发展。

2电动机启动前的准备

为了保证电动机正常安全地启动，一般启动前应作好下述准备：

（1）检查电源是否有电，电压是否正常，若电源电压过高或过低，都不宜启动。

（2）启动器是否正常，如零部件有无损坏，使用是否灵活，触头接触是否良好，接线是否正确、牢固等。

　　（3）熔丝规格大小是否合适，安装是否牢固，有无熔断或损伤。

　　（4）电动机接线板上接头有无松动或氧化。

　　（5）检查传动装置，如皮带轻紧是否合适，连接是否牢固，联轴器的螺丝、销子是否紧固等。

　　（6）传动电动机转子和负载机械的转轴，看其转动是否灵活。

　　（7）检查电动机及启动电器外壳是否接地，接地线有无断路，接地螺丝是否松动、脱落等。

　　（8）搬开电动机周围的杂物并清除机座表面灰尘、油垢等。

　　（9）检查负载机械是否妥善地作好了启动准备。

　　（10）对正常运行中的绕线式电动机，应经常观察电动机滑环有无偏心摆动现象；观察滑环的火花是否发生异常现象。

滑环上碳刷是否要更换。

3启动前注意的问题

（1）接通电源后，如果电动机不转，应立即切断电源，绝不能迟疑等待，更不能带电检查电动机发故障，否则将会烧毁电动机和发生危险。

（2）启动时应注意观察电动机、传动装置、负载机械的工作情况，以及线路上的电流表和电压表的指示，若有异常现象，应立即断电检查，待故障排除后，载行启动。

　　（3）利用手动补偿器或手动星三角启动器启动电动机时，特别要注意操作顺序。

一定要先将手柄推到启动位置，待电动机转速稳定后再拉到运转位置，防止误操作造成设备和人身事故。

　　（4）同一线路上的电动机不应同时启动，一般应由大到小逐台启动以免多太电动机同时启动，线路上电流太大。

电压降低过多，造成电动机启动困难引起线路故障或使开关设备跳闸。

　　（5）启动时，若电动机的旋转方向反了，应立即切断电源，将三相电源线中的任意两相互换一下位置，即可改变电动机转向

4电动机的工作原理

目前较常用的主要是交流电动机，它可分为两种：

1、三相异步电动机。

2、单相交流电动机。

第一种多用在工业上，而第二种多用在民用电器上。

下面以三相异步电动机为例介绍其基本工作原理。

　下图2-1所示为一台三相笼型异步电动机的示意图。

在定子铁心里嵌放着对称的三相绕组U1-U2、V1-V2、W1-W2。

转子槽内放有导条，导条两端用短路环短接起来，形成一个笼型的闭合绕组。

定子三相绕组可接成星形，也可以接成三角形。

图2-1三相笼型异步电动机的示意图

　　由旋转磁场理论分析可知，如果定子对称三相绕组被施以对称的三相电压，就有对称的三相电流流过，并且会在电机的气隙中形成一个旋转的磁场，这个磁场的转速n1称为同步转速，它与电网的频率f1及电机的磁极对数p的关系为：

n1=60f1/p

　　转向与三相绕组的排列以及三相电流的相序有关，图中U、V、W相以顺时针方向排列，当定子绕组中通人U、V、W相序的三相电流时，定子旋转磁场为顺时针转向。

由于转子是静止的，转子与旋转磁场之间有相对运动，转子导体因切割定子磁场而产生感应电动势，因转子绕组自身闭合，转子绕组内便有电流流通。

转子有功电流与转子感应电动势同相位，其方向可由"右手发电机定则"确定。

载有有功分量电流的转子绕组在定子旋转磁场作用下，将产生电磁力F，其方向由"左手电动机定则"确定。

电磁力对转轴形成一个电磁转距，其作用方向与旋转磁场方向一致，拖着转子顺着旋转磁场的旋转方向旋转，将输入的电能变成旋转的机械能。

如果电动机轴上带有机械负载，则机械负载随着电动机的旋转而旋转，电动机对机械负载做了功。

　　综上分析可知，三相异步电动机转动的基本工作原理是：

（1）三相对称绕组中通人三相对称电流产生圆形旋转磁场。

（2）转子导体切割旋转磁场感应电动势和电流；

　　（3）转子载流导体在磁场中受到电磁力的作用，从而形成电磁转距，驱使电动机转子转动。

5电动机的应用:

电风扇。

5.1电风扇的发展的发展过程

机械风扇发源于1930年，一个叫詹姆斯.拜伦的美国人从钟表的结构中得到了启发，发明了一种可以固定在天花板上，用发条驱动的机械风扇。

这种风扇很麻烦

1880年美国人舒乐首次将叶片装在了电动机上，在接上电源，叶片飞速转动，阵阵凉风扑面而来，这就是世界上的第一台电风扇。

1882年霍里拉大量生产电风扇使其商业化，主要是生产台式电风扇。

1908年美国的埃克发动机及电气公司，研制成功世界上最早的齿轮驱动左右摇头的电风扇。

电风扇的发展历程：

吊扇，台扇，地扇，塔扇，空调扇。

■按用途分类：

扇风风扇、排气风扇。

■按安装方式分类：

落地扇、吊扇、台扇、壁扇。

■按电动机结构分类：

电容式与罩极式

■按功能分类：

有可摇头与不摇头；有定时与不定时；可调速与不可调速；有遥控与不遥控等。

以下是各种风扇的实例：

5.2电风扇的工作原理

■电风扇的主要部件是：

交流电动机。

其工作原理是：

通电线圈在磁场中受力而转动。

能量的转化形式是：

电能主要转化为机械能，同时由于线圈有电阻，所以不可避免的有一部分电能要转化为内能。

■电风扇工作时，由于有电流通过电风扇的线圈，导线是有电阻的，所以会不可避免的产生热量向外放热，故温度会升高。

但人们为什么会感觉到凉爽呢？

因为人体的体表有大量的汗液，当电风扇工作起来以后，室内的空气会流动起来，所以就能够促进汗液的急速蒸发，结合“蒸发需要吸收大量的热量”，故人们会感觉到凉爽。

5.3转页扇的电气原理图

5.4风电扇的调速

1.电抗器调速法：

电抗器调速是采用降低台扇电动机外施电压的方法来减少每匝优数，以达到削弱磁场强度的效果，电抗器调速电路如图一所示。

该法的优点是容易调整各档调速比，绕组匝间短路时维修方便，绕组简单无需抽头。

缺点是调速时常受外施电源电压的影响，特别是慢档起动所受的影响最为明显。

2.抽头调速法：

抽头调速法是采用改变绕组每匝伏数，也即改变付绕卷匝数使之削弱磁场强度以达到调速目的。

该法的优点是调速较简单，不需外接电抗器，能节约工时、材料，降低成本，因此国内外电容式台扇都采用抽头法调速。

缺点是绕线、嵌线、接线等都比较复杂。

3.可控硅调速法：

为无级调速法，由于利用可控硅调速需克服电磁噪声较大的问题，故应用不广。

4.电容调违法：

用电容代替电抗器调速可节约用电，和减小体积，该法有可能成为电风扇调速的主要方法。

5.5电风扇检修方法：

1.电扇电路故障的检修方法常见的有：

观察法、替换法、测量电阻法等。

2.1.观察法：

就是用眼睛观察电源插座、开关、调速部件、机械传动部件有无明显的松动、断裂、烧焦等明显特征，如果有，该处可能有故障。

然后着手进行排除。

3.2.替换法

4.对启动电容、调速器、电机用好的备用件进行替换，如果能正常工作，则原部件损坏。

5.3.测量电阻法：

6.（1.）启动电容：

用万用表的电阻档进行充电检查，如果没有充电现象（电阻先小后变大），则电容漏电或击穿。

7.

（2）电机：

测量电机线圈电阻，与正常值比较，相差较大，则出现故障。

8.找出故障之后，处理办法通常对出现故障的器件进行更换：

用新的或好的替换出现故障的部分。

其实电动

致谢

经过一周的艰苦奋斗，我终于这次课程设计，在此特别感谢老师们对我的指导，特别是王忠利老师的这一年的辛勤教导，王老师不仅教会我们书本知识，还给我们精神已启迪，我在设计过程中和同学们一起讨论并解决了所遇到的问题，谢谢同学们给我的帮助。

虽然这次课程设计结束了，但是努力学习专业知识并没有结束，还需要我更加勤奋积极的学习。

参考文献

【Ⅰ】《电机及拖动技术》

【Ⅱ】《电动机的使用与维修》

【Ⅲ】《电动机原理与实用技术》