電磁直流電動機永磁直流電動機無刷直流電動機電動機直流電動機交流電動機有刷直流電動機單相電動機三相電動機稀土永磁直流電動機鐵氧體永磁直流電動機鋁鎳鈷永磁直流電動機串勵直流電動機并勵直流電動機他勵直流電動機復(fù)勵直流電動機電動機種類1、按工作電源種類劃分

1本文檔共34頁；當前第1頁；編輯于星期一\17點46分電動機直流電動機同步電動機異步電動機

磁滯同步電動機永磁同步電動機磁阻同步電動機感應(yīng)電動機交流換向器電動機三相異步電動機單相異步電動機罩極異步電動機2、按結(jié)構(gòu)和工作原理劃分推斥電動機單相串勵電動機交直流兩用電動機本文檔共34頁；當前第2頁；編輯于星期一\17點46分電動機電容起動式單相異步電動機電容運轉(zhuǎn)式單相異步電動機電容起動運轉(zhuǎn)式單相異步電動機分相式單相異步電動機電動機驅(qū)動用電動機控制用電動機電動工具用電動機家電用電動機通用小型機械設(shè)備用電動機

步進電動機伺服電動機3.起動與運行方式劃分5.按用途劃分4、按轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)劃分電動機鼠籠型異步電動機繞線型異步電動機本文檔共34頁；當前第3頁；編輯于星期一\17點46分電動機低速電動機高速電動機恒速電動機調(diào)速電動機齒輪減速電動機電磁減速電動機力矩電動機爪極同步電動機有級恒速電動機無級恒速電動機有級變速電動機無級變速電動機電磁調(diào)速電動機直流調(diào)速電動機PWM變頻調(diào)速電動機開關(guān)磁阻調(diào)速電動機6、按運轉(zhuǎn)速度劃分返回本文檔共34頁；當前第4頁；編輯于星期一\17點46分無刷直流電動機(BLDC)結(jié)構(gòu)和原理

無刷直流電動機是采用半導(dǎo)體開關(guān)器件來實現(xiàn)電子換向的，如圖1所示,即用電子開關(guān)器件代替?zhèn)鹘y(tǒng)的接觸式換向器和電刷。它具有可靠性高、無換向火花、機械噪聲低等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于高檔錄音座、錄像機、電子儀器及自動化辦公設(shè)備中。無刷直流電動機由永磁體轉(zhuǎn)子、多極繞組定子、位置傳感器等組成，如圖2所示。位置傳感按轉(zhuǎn)子位置的變化，沿著一定次序?qū)Χㄗ永@組的電流進行換流（即檢測轉(zhuǎn)子磁極相對定子繞組的位置，并在確定的位置處產(chǎn)生位置傳感信號，經(jīng)信號轉(zhuǎn)換電路處理后去控制功率開關(guān)電路，按一定的邏輯關(guān)系進行繞組電流切換）。定子繞組的工作電壓由位置傳感器輸出控制的電子開關(guān)電路提供。本文檔共34頁；當前第5頁；編輯于星期一\17點46分圖1本文檔共34頁；當前第6頁；編輯于星期一\17點46分圖2

無刷DC電機具有永磁轉(zhuǎn)子和繞線定子。并且，無刷DC電機可以分為2類：一類具有外部旋轉(zhuǎn)磁鐵，另一類則具有內(nèi)部旋轉(zhuǎn)磁體。在無刷DC電機中，感應(yīng)線圈（相位）的位置（對于恒定磁場而言），受通過電流所產(chǎn)生的感應(yīng)磁場,而切換（轉(zhuǎn)換）到適當?shù)南辔??；魻栃?yīng)傳感器通常用于感應(yīng)轉(zhuǎn)子的位置。另外，也可以采用無傳感器方法。返回本文檔共34頁；當前第7頁；編輯于星期一\17點46分永磁直流電動機永磁式直流電動機也由定子磁極、轉(zhuǎn)子、電刷、外殼等組成，定子磁極采用永磁體（永久磁鋼），有鐵氧體、鋁鎳鈷、釹鐵硼等材料F=BILB—磁通密度;L—通電導(dǎo)體長度；I—導(dǎo)體中電流；F方向—左手定則如右圖所示，電刷A,B上加上直流電源，便形成直流電動機的物理模型這個實現(xiàn)線圈abcd中便有電流通過。其方向為從a到d，線圈中電流I與磁場作用，產(chǎn)生電磁力f=BIL，電樞再次電磁力的作用下旋轉(zhuǎn)起來，進而帶動生產(chǎn)機械的運轉(zhuǎn)。力的方向由左手定則判定，圖示時刻，電流從a到d，則ab段所受電磁力的方向為從右向左，電樞逆時針方向旋轉(zhuǎn)。當電樞轉(zhuǎn)過180度時，外部電路的電流I不變，線圈中的電流方向為從d到a，此時電磁力方向不變，電機沿恒定方向旋轉(zhuǎn)。本文檔共34頁；當前第8頁；編輯于星期一\17點46分

定子包含2個或多個永磁極片。轉(zhuǎn)子包含通過電刷與電壓源相連的繞組和機械換向器。吸引通電繞組的相反極性和定子磁鐵，轉(zhuǎn)子就會旋轉(zhuǎn)，直到與定子對齊為止。轉(zhuǎn)子一與定子對齊，電刷就會跨過換向器接點，并且給下一個繞組通電，從而產(chǎn)生連續(xù)轉(zhuǎn)動。電機的速度與施加在其上的電壓成正比。顛倒電機連接方向，轉(zhuǎn)向也會改變。返回本文檔共34頁；當前第9頁；編輯于星期一\17點46分電磁直流電動機按勵磁方式分類

電磁式直流電動機的定子磁極（主磁極）由鐵心和勵磁繞組構(gòu)成。根據(jù)其勵磁（舊標準稱為激磁）方式的不同又可分為他勵直流電動機、并勵直流電動機、串勵直流電動機和復(fù)勵直流電動機。因勵磁方式不同，定子磁極磁通（由定子磁極的勵磁線圈通電后產(chǎn)生）的規(guī)律也不同。返回本文檔共34頁；當前第10頁；編輯于星期一\17點46分旋轉(zhuǎn)磁場（1）．產(chǎn)生 圖3表示最簡單的三相定子繞組AX、BY、CZ，它們在空間按互差120°的規(guī)律對稱排列。并接成星形與三相電源U、V、W相聯(lián)。則三相定子繞組便通過三相對稱電流：隨著電流在定子繞組中通過，在三相定子繞組中就會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(圖4)。（2）．旋轉(zhuǎn)磁場的方向旋轉(zhuǎn)磁場的方向是由三相繞組中電流相序決定的，若想改變旋轉(zhuǎn)磁場的方向，只要改變通入定子繞組的電流相序，即將三根電源線中的任意兩根對調(diào)即可。這時，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向也跟著改變。

圖4旋轉(zhuǎn)磁場的形成本文檔共34頁；當前第11頁；編輯于星期一\17點46分

圖3三相異步電動機定子接線 當=0°時，AX繞組中無電流；為負，BY繞組中的電流從Y流入B1流出；為正，CZ繞組中的電流從C流入Z流出；由右手螺旋定則可得合成磁場的方向如圖4（a）所示。當=120°時，，BY繞組中無電流；為正，AX繞組中的電流從A流入X流出；為負，CZ繞組中的電流從Z流入C流出；由右手螺旋定則可得合成磁場的方向如圖4（b）所示。 當=240°時，CZ繞組中無電流；為負，AX繞組中的電流從X流入A流出；為正，BY繞組中的電流從B流入Y流出；由右手螺旋定則可得合成磁場的方向如圖4（c）所示。 可見，當定子繞組中的電流變化一個周期時，合成磁場也按電流的相序方向在空間旋轉(zhuǎn)一周。隨著定子繞組中的三相電流不斷地作周期性變化，產(chǎn)生的合成磁場也不斷地旋轉(zhuǎn)，因此稱為旋轉(zhuǎn)磁場。圖3三相異步電動機定子接線本文檔共34頁；當前第12頁；編輯于星期一\17點46分

(1)當三相異步電機接入三相交流電源時，三相定子繞組流過三相對稱電流產(chǎn)生的三相磁動勢（定子旋轉(zhuǎn)磁動勢）并產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。(2)該旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子導(dǎo)體有相對切割運動,根據(jù)電磁感應(yīng)原理,轉(zhuǎn)子導(dǎo)體產(chǎn)生感應(yīng)電動勢并產(chǎn)生感應(yīng)電流。（3）根據(jù)電磁力定律，載流的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在磁場中受到電磁力作用，形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，當電動機軸上帶機械負載時，便向外輸出機械能。異步電機的工作原理

三相異步電機利用將電能轉(zhuǎn)化成機械能的感應(yīng)原理。導(dǎo)線被置于電磁場內(nèi)，受力的影響會讓它穿過磁場。在AC感應(yīng)電機中，磁場被置于固定部分（定子）內(nèi)。受電磁力影響的導(dǎo)體位于轉(zhuǎn)子內(nèi)。定子通常由3個成120電角度的相位繞組組成。通入三相交流電時，它們會在轉(zhuǎn)子的導(dǎo)線內(nèi)產(chǎn)生電流。定子產(chǎn)生的磁場的相互作用和轉(zhuǎn)子內(nèi)的載流導(dǎo)線使得轉(zhuǎn)子被定子磁場“拖”轉(zhuǎn)。返回本文檔共34頁；當前第13頁；編輯于星期一\17點46分

異步電機是一種交流電機，其負載時的轉(zhuǎn)速與所接電網(wǎng)的頻率之比不是恒定關(guān)系。還隨著負載的大小發(fā)生變化。負載轉(zhuǎn)矩越大，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速越低。異步電機包括感應(yīng)電機、雙饋異步電機和交流換向器電機。感應(yīng)電機應(yīng)用最廣，在不致引起誤解或混淆的情況下，一般可稱感應(yīng)電機為異步電機。1．單相異步電動機

定子由機座和帶繞組的鐵心組成。鐵心由硅鋼片沖槽疊壓而成，槽內(nèi)嵌裝兩套空間互隔90°電角度的主繞組（也稱運行繞組）和輔繞組（也稱起動繞組成副繞組）。主繞組接交流電源，輔繞組串接離心開關(guān)S或起動電容、運行電容等之后，再接入電源。轉(zhuǎn)子為籠型鑄鋁轉(zhuǎn)子，它是將鐵心疊壓后用鋁鑄入鐵心的槽中，并一起鑄出端環(huán)，使轉(zhuǎn)子導(dǎo)條短路成鼠籠型。分相電動機定子繞組示意圖單相凸極式罩極異步電動機結(jié)構(gòu)示意圖本文檔共34頁；當前第14頁；編輯于星期一\17點46分

假設(shè)轉(zhuǎn)子的逆時針方向為正方向，看下圖，那么轉(zhuǎn)子對正向磁場的轉(zhuǎn)差率為S+=（n1-n）/n1轉(zhuǎn)子對反向磁場的轉(zhuǎn)差率為S-=（n1-（-n））/n1=2-S+0<S+<1時，T+為驅(qū)動電磁轉(zhuǎn)矩,T-為制動轉(zhuǎn)矩且T+>|T-|;0<S-<1時，T-為驅(qū)動電磁轉(zhuǎn)矩,T+為制動轉(zhuǎn)矩且|T-|>T+;S+=1時，T+=T-合成轉(zhuǎn)矩為0。

單相異步電動機又分為單相電阻起動異步電動機，單相電容起動異步電動機、單相電容運轉(zhuǎn)異步電動機和單相雙值電容異步電動機單相異步電動機的T-s曲線返回本文檔共34頁；當前第15頁；編輯于星期一\17點46分三相異步電動機三相異步電動機的結(jié)構(gòu)與單相異步電動機相似，其定子鐵心槽中嵌裝三相繞組（有單層鏈式、單層同心式和單層交叉式三種結(jié)構(gòu)）。定子繞組成接入三相交流電源后，繞組電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場，在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流，轉(zhuǎn)子在感應(yīng)電流和氣隙旋轉(zhuǎn)磁場的相互作用下，又產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)柜（即異步轉(zhuǎn)柜），使電動機旋轉(zhuǎn)。鼠籠型異步電動機繞線型異步電動機本文檔共34頁；當前第16頁；編輯于星期一\17點46分異步電動機的外部接線三相籠式異步電動機的部件圖本文檔共34頁；當前第17頁；編輯于星期一\17點46分NS（1）電磁轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生電磁力→電磁轉(zhuǎn)矩T,T與n0同方向。工作原理示意圖二、三相異步電動機的基本工作原理（2）電動機轉(zhuǎn)速n和旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)速n0的關(guān)系?電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向與磁場旋轉(zhuǎn)的方向一致，但n<n0返回本文檔共34頁；當前第18頁；編輯于星期一\17點46分永磁同步（PMSM）模擬結(jié)構(gòu)圖rrggbbNS⊙⊙⊙⊕⊕ACBZYX⊕本文檔共34頁；當前第19頁；編輯于星期一\17點46分實物結(jié)構(gòu)圖霍爾傳感器定子繞組轉(zhuǎn)子磁鐵本文檔共34頁；當前第20頁；編輯于星期一\17點46分定子定子繞組一般制成多相（三、四、五相不等），通常為三相繞組。三相繞組沿定子鐵心對稱分布，在空間互差120度電角度，通入三相交流電時，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子采用永磁體，目前主要以釹鐵硼作為永磁材料。采用永磁體簡化了電機的結(jié)構(gòu)，提高了可靠性，又沒有轉(zhuǎn)子銅耗，提高電機的效率。本文檔共34頁；當前第21頁；編輯于星期一\17點46分PMSM按轉(zhuǎn)子永磁體的結(jié)構(gòu)可分為兩種（1）表面貼裝式（SM-PMSM）直交軸電感Ld和Lq相同氣隙較大，弱磁能力小，擴速能力受到限制本文檔共34頁；當前第22頁；編輯于星期一\17點46分（2）內(nèi)埋式（IPMSM）交直軸電感:Lq>Ld氣隙較小，有較好的弱磁能力返回本文檔共34頁；當前第23頁；編輯于星期一\17點46分磁阻式同步電動機

磁阻同步電動機又稱為反應(yīng)式同步電動機，這種電機的轉(zhuǎn)子本身沒有磁性，只是利用磁場中可移動部件企圖使磁路磁阻最小的原理，依靠轉(zhuǎn)子兩個正交方向磁阻的不同而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，這種轉(zhuǎn)矩稱為磁阻轉(zhuǎn)矩或反應(yīng)轉(zhuǎn)矩。磁阻同步電動機由于結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，獲得了較為廣泛的應(yīng)用。磁阻同步電動機有單相的和三相的，功率從幾瓦到幾百瓦。本文檔共34頁；當前第24頁；編輯于星期一\17點46分一、基本結(jié)構(gòu)本文檔共34頁；當前第25頁；編輯于星期一\17點46分二、工作原理本文檔共34頁；當前第26頁；編輯于星期一\17點46分磁阻式同步電機結(jié)構(gòu)圖返回本文檔共34頁；當前第27頁；編輯于星期一\17點46分磁滯同步電動機磁滯同步電動機的轉(zhuǎn)子是用硬磁材料做成的，這種硬磁材料具有比較寬的磁滯回環(huán)，其剩磁密度Br和矯頑力Hc要比軟磁材料大，如圖5-12所示。磁滯電動機的主要優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，運轉(zhuǎn)可靠，起動轉(zhuǎn)矩大，不需要裝任何起動裝置就能平穩(wěn)地牽入同步。目前，磁滯同步電動機主要應(yīng)用于無線電通訊、自動記錄、傳真及遙控裝置等，其中50W以下小功率的應(yīng)用最為廣泛。

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