電機(jī)基本知識要點(diǎn).doc

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1、認(rèn)識電機(jī)一、電機(jī)的概念與分類1．電機(jī)概念電機(jī)是借助于電磁原理（原理）工作的能量轉(zhuǎn)換（功能）設(shè)備。只有給電機(jī)輸入能量，它才會輸出能量，并且在其輸入和輸出的能量中至少應(yīng)該有一方是電能?？梢姟半姍C(jī)”一詞本質(zhì)上是電磁機(jī)的簡稱。2．電機(jī)種類電機(jī)分類方法很多，這里按其功能以及電能性質(zhì)等綜合地將其分成以下種類：變壓器：是利用電磁原理將交流電能轉(zhuǎn)換成同頻但電壓等級不同的交流電能的設(shè)備。發(fā)電機(jī)：是利用電磁原理將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能的設(shè)備。其中，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成直流電能的發(fā)電機(jī)稱為直流發(fā)電機(jī)；將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成交流電能的發(fā)電機(jī)稱為交流發(fā)電機(jī)。交流發(fā)電機(jī)

2、又可分成同步發(fā)電機(jī)（轉(zhuǎn)速同步速）和異步發(fā)電機(jī)（轉(zhuǎn)速同步速），實(shí)際中以同步發(fā)電機(jī)最為通用，而異步發(fā)電機(jī)則很少使用。電動機(jī)：是利用電磁原理將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的設(shè)備。它可分成直流電動機(jī)與交流電動機(jī)。交流電動機(jī)又可分成異步電動機(jī)（轉(zhuǎn)速同步速）和同步電動機(jī)，實(shí)際中以異步電動機(jī)最為普及，同步電動機(jī)相對較少。無論發(fā)電機(jī)還是電動機(jī)都與機(jī)械能有關(guān)，這就要求它們的結(jié)構(gòu)中有運(yùn)動部件，為降低這兩類電機(jī)的制造成本，運(yùn)動部件通常都作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，稱為轉(zhuǎn)子；相應(yīng)地固定部件就稱為定子；而把發(fā)電機(jī)和電動機(jī)統(tǒng)稱為旋轉(zhuǎn)電機(jī)。變壓器不涉及機(jī)械能，所以它是靜止電器。要

3、點(diǎn)：電機(jī)的基本作用原理是電磁原理，作用是能量轉(zhuǎn)換；各類電機(jī)的具體功能。二、電機(jī)的損耗、發(fā)熱與冷卻電機(jī)是能量轉(zhuǎn)換設(shè)備而非能源，所以應(yīng)該用單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)換的能量即功率來度量。其中，單位時(shí)間內(nèi)輸入電機(jī)的能量稱為輸入功率，用P1表示；單位時(shí)間內(nèi)電機(jī)輸出的能量稱為輸出功率，用P2表示。P1與P2的差值稱為功率損耗，用ΔP或表示，即有ΔP=，功率損耗乘以工作時(shí)間就是能量損耗，這兩種損耗通常不加區(qū)分地統(tǒng)稱為電機(jī)的損耗。P2與P1的比值稱為電機(jī)的效率，用η表示，即有η=。電機(jī)工作時(shí)一般總有損耗，故ΔP＞0、η＜1。P1、P2、ΔP、η均隨電

4、機(jī)工作狀態(tài)改變而變化，它們是時(shí)變函數(shù)，但實(shí)際問題往往針對特定狀態(tài)提出，按它們有確定值來分析。工作時(shí)所產(chǎn)生的各種損耗都轉(zhuǎn)變成熱能，將會導(dǎo)致電機(jī)的溫度升高，此即發(fā)熱的一方，發(fā)熱量與電機(jī)工作方式有關(guān)，為一確定數(shù)值；另一方面，電機(jī)表面又會向低溫的周圍環(huán)境散熱，散熱量與溫升成一比例系數(shù)（稱為散熱系數(shù)）。因此，在電機(jī)工作之初，散熱量為零，溫度升高最快；然后隨著溫度升高，散熱量將不斷增大，溫度上升變慢；如果工作時(shí)間足夠長，最終將達(dá)到散熱量等于發(fā)熱量的動態(tài)平衡，此后溫度停止升高而保持在穩(wěn)定值?？梢?，散熱系數(shù)越大，溫升速度就越慢，穩(wěn)定溫升也

5、越低，這對絕緣有利。分析表明：在自然條件下，散熱量與電機(jī)單位容量的表面積成正比，而單位容量的表面積與電機(jī)的容量成反比，因此，小容量電機(jī)自然散熱能夠滿足絕緣要求，而大容量的電機(jī)在自然散熱時(shí)的溫升往往會超過絕緣允許的限值，這就需要冷卻。所謂冷卻是指提高散熱系數(shù)的人為措施，一般通過適當(dāng)?shù)慕橘|(zhì)來實(shí)現(xiàn)冷卻，常用的冷卻介質(zhì)有空氣、氫氣和水。要點(diǎn)：各種功率和冷卻的含義三、電機(jī)的結(jié)構(gòu)與制造材料1．電機(jī)的電磁結(jié)構(gòu)圖0–1電機(jī)一般結(jié)構(gòu)電機(jī)的功能是由其電磁結(jié)構(gòu)決定的。電機(jī)的電磁結(jié)構(gòu)由一條主磁路和與它相匝鏈的兩條或兩條以上電路組成。電機(jī)種類不同，

6、其主磁路和電路的結(jié)構(gòu)就有所不同。電機(jī)的損耗主要產(chǎn)生在其電磁結(jié)構(gòu)部件中，即繞組的銅耗和鐵心的鐵耗。此外，在繞組、機(jī)座以及絕緣材料中會產(chǎn)生數(shù)量不大但難于精確計(jì)算的附加損耗；旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動部件中還會產(chǎn)生摩擦損耗，稱為機(jī)械損耗。（1）主磁路：是指主磁通的路徑（a）變壓器磁路（主磁路和漏磁路）（b）異步電動機(jī)主磁路圖0-2電機(jī)中的磁路變壓器的主磁路為閉合鐵心。旋轉(zhuǎn)電機(jī)的主磁路，除定、轉(zhuǎn)子鐵心外，還包含兩段氣隙。當(dāng)磁通恒定時(shí)，鐵心可用整塊鋼鐵材料制作；當(dāng)磁通隨時(shí)間交變時(shí)，鐵心中將產(chǎn)生磁滯損耗和渦流損耗，兩者合稱為鐵耗，此時(shí)鐵心就必須用

7、表面絕緣、厚度為0.35或0.5mm的硅鋼片疊壓成形。雖然直流和同步電機(jī)磁極鐵心中的磁通是恒定的，但由于開槽的影響，磁極表面受齒諧波磁場影響而產(chǎn)生鐵耗，故這類電機(jī)的磁極鐵心也要用厚度為1~3mm的厚鋼片疊裝。電機(jī)磁路的特點(diǎn)是：它由導(dǎo)磁性能極好的鐵磁性材料和空氣、絕緣材料等導(dǎo)磁性能很差的非磁性材料構(gòu)成，因此，在兩種材料界面處磁力線垂直與鐵磁材料表面，常分為主磁路和漏磁路。（2）繞組繞組是電機(jī)電路的核心部分，它一般是用帶絕緣的導(dǎo)體（主要用銅）繞制而成的線圈或線圈組合。繞組的作用有流通電流、產(chǎn)生磁場、感應(yīng)電動勢、承受一定的電壓電

8、流和功率。繞制而成的線圈或線圈組合。一臺電機(jī)至少有兩個(gè)繞組。繞組可分成開啟式和閉合式兩類。開啟式繞組的特點(diǎn)是每個(gè)繞組都有兩個(gè)引出線端頭，用來與外部電源或負(fù)載相接，以實(shí)現(xiàn)電能的輸入或輸出。閉合繞組是將各線圈串聯(lián)成一個(gè)閉合回路，形式上屬于分布繞組，它沒有出線端而通過電刷與換向器的接觸，經(jīng)電刷與外部電路接通。