电机的工作原理及常见故障分析.ppt

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1、电机的工作原理及常见故障分析第一章：概论单相异步电机是用单相电源供电，作为驱动用的一类异步电动机。它与工业上应用的三相异步电机主要不同就在于它要在单相电流条件下工作。这样，就要求单相异步电机在定子上具有适于单相电流工作的绕组结构，而在转子上则与三相异步电机相同，均为结构简单、可靠的笼形短路转子。由于它可以直接使用民用电源，并具有结构简单、成本低廉、运行可靠、维修方便等一系列优点，所以被广泛地应用日常生活和各行各业的小功率驱动中。◆单相异步电机与同容量的三相异步电机比较，体积较大而运行性能较差，所以多是制成小型和微型产品，随着生活水平的提高，各式驱动微电机已成为人们所不可缺少的一部分。在一些发达

2、国家的家庭中，约有五、六十台微电机在服务着；◆我们志高电机厂主要是生产空调风扇电机，也属于单相异步微电机类，产量已从1999年开厂时的十几万台增加到至今的上千万台，这就表明单相异步电机的市场潜力很大，这同时也要求我们向组织自动化大批量生产，使电机质量提高，成本降低的方向发展。现电机厂已逐步用机械落线取代手工落线。同时在设计方面吸收国外先进国家的设计方法，如日本的合成电流分析法，美国的MATLAB分析法编入计算机运行程序，对电机的优化设计起了关键性的作用，从为公司提供物美价廉的产品提供了必备的条件。第二章：电动机原理及基本结构1、概述◆电动机（以下简称电机）是把电能通过磁场作为中间媒介转变为机械

3、能的装置，用来带动各种机械的动力。电机工作时可分为直流电机和交流电机。◆按交流电机的相数，又可分为单相电机和多相电机，常见的多相电机是三相电机，按使用交流电的频率又可分为低频，中频和高频电机，常用的是使用50HZ，60HZ的二频电机，单相交流电机的种类按结构原理可分为单相同步电机，步进电机，罩极电机和异步电机等。◆电机厂目前生产的各种空调风扇电机都是单相低频（50HZ、60HZ）异步电机。2、电机的基本结构2.1、电机主要由定子和转子两部分组成，另外还有端盖（机壳）轴承等辅助性零件构成。◆定子定子主要作用是生产电磁转矩；定子由铁芯、定子绕组组成相对固定部分。铁芯是电机磁路的一部分。由硅钢片叠压

4、而成，定子绕组一般采用漆包线绕成的散嵌线圈，它在电机中通电后具有产生磁场的功能，也是电路的一部分。◆转子转子的主要作用是传递电动功率（输出转矩）；转子主要由转轴、铁芯、绕组组成转动部分。转子上的铁芯是产生电动势的主体部分与定子铁芯一样由冲有均匀槽硅钢片叠压而成。但不同的电机，其定子与转子上的槽数是不相同的。转轴与铁芯紧构在一起。2.2、转子绕组有鼠笼型和绕线型两种。◆鼠笼式电动机的转子是由铁芯和嵌在铁芯上闭合导体构成的。闭合体由嵌在铁芯槽中的铝条（或铜条）和铁芯两端分别有环形端环把所有导条连接在一起的。这些导体的铝条是铸成的，形状像个鼠笼，故称这种电机叫鼠笼式电机。◆绕型转子则是在每个槽内嵌有

5、对称的绕组，这些绕组都是用绝缘导线绕成的，这些绕组用一定的方法规律有机的连成整体构成电机电路的一部分。◆电机厂生产的空调风扇电机的转子是采用鼠笼式转子。3、电机原理3.1、异步电机的定转子构成的电磁关系◆在定子磁场的一对NS极之间放置一只可自由转动的鼠笼状绕组（转子）。当定子磁极逆时针旋转时，转子是静止的，鼠笼转子的绕组与旋转磁场之间存在相对运动，转子的导体被切割磁力线，在导体中产生感应电动势和电流，根据右手定则可知转子导体上半部的电动势和电流方向由外向里，用X表示；下半部则又里向外，用⊙表示。又因为载流导体在磁场中受力的作用，力F方向可用左手定则确定，转子上半部分导体所受的力F方向向左，下半

6、部分F的方向向右，这一对力大小相等，方向相反，因此形成转动力矩（简称转矩），这个鼠笼式转子受转矩作用顺着磁场方向转动起来。由上述可见，鼠笼式转子要能转动，首先具备条件是定子必须有旋转磁场作用。3.2、旋转磁场的产生在电机中，定子是固定的，怎样才能由固定的定子绕组产生出一个旋转磁场呢？当定子上的绕组是一个单相绕组，绕组接通电源后，就会产生一个脉振磁场。这个磁场的特点是它的轴线在空间保持固定位置，其NS极恒定不变，显然这不是旋转磁场，是不能带动转子的。◆如果在，在定子中，嵌入两个绕组,使其在空间相隔90°电角度，而这两个绕组分别通入90°相位差的两相交流电流，则此时两个绕组所产生的合成电磁场。不难

7、看出，当ωt经过360°电角度后，合成磁场也在空间转360°电角度，由此，也就形成了定子旋转磁场。所以，能正常起动运行的单相异步电机，其定子必须有两个（或以上）的绕组通过不同相的电流。◆在使用单相电源作动力的情况下，要获得不同相的电流，一般是采用分相的方法是利用分相元件的特性使I2与I1不同相。分相元件可以是电阻或电容。一般串接分相元件的绕组叫付绕组，无分相元件的叫主绕组。◆利用电容使付绕组和主绕