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电动机原理-道理简单，维护不易
dingxiubing 发表于 2014/10/16 20:38:52 1591 查看 0 回复 [上一主题] [下一主题]
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很多的工作场所就会使用到电动机，大家都知道电动机是把电能转换为机械能的设备，我们能听到电动机发出是嗡嗡的声响，可是，电动机原理是什么呢，电动机是怎么把电能转换为机械能的呢!很多才接触电动机的朋友往往会问这样的问题!专业的来说，电动机原理包括电动机的工作原理，电动机结构原理，电动机设计原理，电动机选型原理，电动机保养原理等等!只有知道了电动机原理是什么，才能更合理的使用电动机，提高我们的工作效率!我们大家先来看看电动机的工作原理是什么！
电动机工作原理
电动机是把电能转化为机械能的设备，电动机工作原理是利用通电线圈(也就是定子绕组)产生旋转磁场并作用于转子(如鼠笼式闭合铝框)形成磁电动力旋转扭矩。电动机按使用电源不同分为直流电动机和交流电动机，电力系统中的电动机大部分是交流电机，可以是同步电机或者是异步电机(电机定子磁场转速与转子旋转转速不保持同步速)。电动机主要由定子与转子组成，通电导线在磁场中受力运动的方向跟电流方向和磁感线(磁场方向)方向有关。电动机工作原理是磁场对电流受力的作用，使电动机转动。
电动机结构原理
一般电动机主要由两部分组成，在结构上有电动机结构原理！电动机固定部分称为定子，旋转部分称为转子。另外还有端盖、风扇、罩壳、机座、接线盒等。定子的作用是用来产生磁场和作电动机的机械支撑。电动机的定子由定子铁心、定子绕组和机座三部分组成。定子绕组镶嵌在定子铁心中，通过电流时产生感应电动势，实现电能量转换。机座的作用主要是固定和支撑定子铁心。电动机运行时，因内部损耗而发生的热量通过铁心传给机座，再由机座表面散发到周围空气中。为了增加散热面积，一般电动机在机座外表面设计为散热片状。
电动机的转子由转子铁心、转子绕组和转轴组成。转子铁心也是作为电动机磁路的一部分。转子绕组的作用是感应电动势，通过电流而产生电磁转矩。转轴是支撑转子的重量，传递转矩，输出机械功率的主要部件。电动机结构原理是当磁极沿顺时针方向旋转，磁极的磁力线切割转子导条，导条中就感应出电动势。电动势的方向由右手定则来确定。因为运动是相对的，假如磁极不动，转子导条沿逆时针方向旋转，则导条中同样也能感应出电动势来。在电动势的作用下，闭合的导条中就产生电流。该电流与旋转磁极的磁场相互作用，而使转子导条受到电磁力F，电磁力的方向可用左手定则确定。由电磁力进而产生电磁转矩，转子就转动起来。
电动机设计原理
一般的来说，电动机在设计上，要遵循电动机的设计原理，注意下面的事项：
电动机设计原理1、线圈电流密度不宜过大或过小：电机线圈具有一定的电阻，当电流通过线圈时就产生损耗。绕组温升高，电机设计希望减小电阻，以减小损耗，提高效率，加粗线径，降低电流密度可以减电阻，但会线圈材料用量增加。由于槽面积的加大，引起铁心磁密增加，使电机的励磁电流和铁损增加。通常感应电机j取3~7A/mm2 (槽面积大也就是芯片设计时铁心槽孔大)，对于大电机及封闭式电机取小值，对于小电机及开启式电机则取大值。
电动机设计原理2、电机铁心的磁通密度不宜过高或过低：当铁心材料，频率和硅钢片厚度一定时铁损决定于磁通密度的大小，磁通密度过高使铁损增加，电机效率降低，铁心发热使电机温升增高。并由于励磁安匝增加电机功率因数降低，所以铁心的磁通密度不宜过高，尽量避免用在磁化曲线的过饱和段，小型电机一般不超过1.55T。磁密过低则使电机材料用量增加，成本提高，芯片齿部窄，磁密高即槽入线的空位大也就是铁心槽孔大反之。
电动机设计原理3、电机槽满率不宜过高或过低：所滑槽满率是指槽内导线的面积和槽有效面积之比，即N2d，N为导线并绕根散l=为每槽导体数;d为导线绝缘后外径Is，为槽有效面积(为槽面积减击槽绝缘所占面积)。槽满率大,表示槽内填充紧密，槽满率小，表示槽内填充松散。就电机用料的充分利用和运行性能来说，槽辨率最为好。但过高嵌线困难，劳动量及工时增加，容易损伤绝缘。一般取75~85% 。槽满率低，电机运行时导线在槽内松动，易损伤绝缘。此外槽内空隙多，由于空气导热差，影响线圈的散热使电机温升增高。
电动机设计原理4、电机槽形的设计尽可能选用平行齿梯形槽：硅钢片工作在磁化曲线的饱和段，单位长度励磁消耗的安匝数随磁通密度的增加而大量增加。为了合理充分利用电机内部空间，电机设计时总是使硅钢片比较饱和。如果采用梯形齿，则齿的窄部由于磁通密度大，励磁安匝数大量增加，电机的功率因数降低。如果采用平行齿.则沿齿部长度内磁通密度均匀，励磁消耗的安匝数大为减少。槽形边缘不要有尖角，尽量用圆底槽，由于圆槽铸铝时填充好，并做模方便.定子芯片嵌线容易。
尽量用圆底槽代替平底槽，圆底槽的优点：
A、圆底槽能改善导线的填充情况.槽绝缘不易损坏，在槽满率相同的情况下，圆底槽嵌线比平底槽容易。
B、转于铸铝时，圆底槽比平底槽铝水填充情况好。
C、圆底槽比平底槽便于模具制造。
电动机设计原理5、电机槽口宽度不宜过大：电机槽口太小，下线困难。电机槽口太大.使气隙磁通分布不均，齿谐波增大.附加损耗增加。半闭口槽的槽口宽度一般为2～3根导线的直径，约为3.5mm。低压成形线圈采用槽内四个元件边的半开口槽结构，使其槽口宽度减少为槽宽的一半。
电动机设计原理6、定子槽数不要太多或太小：异步电动机定子槽数多，磁动势、电动势波形好.附加损耗小，电机效率高。槽数多，还使线圈和铁心的接触面积增加，线圈散热好，温升低。但槽数多，铁心齿部过窄，冲压变形大，工艺性差。槽数多还使模具制造成本增加，有关电机设计的问题，线圈制造及下线工时增加，一般说来.定子槽数多、电机性能好，但成本高。
电动机选型原理
在电动机的选型上，要遵循电动机的选型原理！首先，一般应建议选用交流电机。第二，根据功率确定是采用单相电机还是三相电机。一般几个千瓦以上的都建议采用三相电机，三相电机的转矩平稳性较好。再根据电网和实际功率选择电压等级和容量。第三，根据你对电机转速的稳定性的要求，比如说，负载变化后，是否允许转速有少量的变化，如果允许，建议选用异步电机，否则，只能选用同步电机。第四，根据转速范围选择电机极对数，电动机具体的选型原理如下：
电动机选型原理1、类型的选择：选择哪种电机类型,一方面要根据生产机械对电机的机械特性、起动性能、调速性能、制动方法、过载能力等方面的要求;另一方面，还要从节省初期投资、减少运行费用等经济方面综合分析。在对起动、阅速等性能没有特殊要求的前提下，优先选用三相异步笼型电机。
电动机选型原理2、功率的选择：选择电机的翻定功率时，应使所选的电机额定功率等于或梢大于生产机械所需要的功率.既不能过载.也不能长期轻载。可采用类比法、统计法、实验法、计算法等确定。
电动机选型原理3、电压的选择：交流电机额定电压应选择和供电电网的电压一致.井结合电机顺定功率考虑。直流电机的额定电压也要与电源电压相配合，常用110 V或220 V。大功率直流电机可提高到600 - 800 V共至1000V。当采用晶闸管整流装置供电时，可选用专门为其配套设计的直流电机.其电压有功率等级160 V (Z3型),180 V,340 V(Z2型)及440 V (Z2 ,Z3型)。
电动机选型原理4、转速的选择：根据生产机械的转速和传动方式.通过经济技术比较后确定电机的额定转速。额定功率相同的电动机额定转速越高，则电动机体积、重夏和造价越低，一般飞轮矩GD也越小，因此选用高速电动机较为经济。但生产机械速度一定.电动机转速越高.则传动机构传动比越大，机构越复杂.传动损耗越大。因此，要综合考虑上面诸因术后才能确定电机的额定转速。
电动机选型原理5、外形结构的选择：电机常用的外形结构有开启式、防护式、封闭式、密封式、防爆式。①开启式电机定子两侧和端盖上开有很大的通风孔。它散热好、价格便宜，但容易进灰尘、水滴和铁渭等杂物。只能在清洁干燥的环境中使用;②防护式电机的机座下面有通风口。它散热好、能防止水滴、沙粒和铁屑等杂物溅人或落人电动机内，但不能防止潮气和灰尘浸人.适用于比较干燥、没有腐蚀性和爆炸性气体的环境;③封闭式电机的机座和端盖完全封闭.它又分自冷式、自扇冷式、他扇冷式、竹道通风式及密封式等。前四可用在潮湿、多腐蚀性灰尘、易受风雨浸蚀等环境中，第五种可浸在液体中使用。如潜水泵等;④防爆式电机在封闭式基础上制成隔爆形式，机壳有足够强度.适用于易燃易爆气体的场所.如矿并、油库、煤气站等。选择电机的外形结构时，应选择合适的防护形式。
电动机选型原理6、安装形式的电机选择：目前生产的电机的安装形式主要有:①B3(卧式安装，机座带底脚.端盖上无凸缘)②B5(卧式安装，机座不带底脚.端盖上有凸缘)③B35(卧式安装.机座带底脚.端盖上有凸缘)④V1(立式安装.机座不带底脚，端盖上有凸缘)。 每种又分单轴伸出和双轴伸出两种。应根据电动机在生产机械中的安装方式选择电动机的安装形式。一般情况选用卧式，立式价格较高，只用于简化传动装置又必须垂直运转时，如立式深井泵等。
电动机选型原理7、工作制的电机选择：根据生产机械要求.选样工作制与实际工作方式相当的电机比较经济。
电动机选型原理8、型号的电机选择：根据上述各项的结果，选择电机的型号和生产厂家。
电动机保养原理
为了保证电机正常工作，要对电动机进行保养，也是需要遵循保养原理的！除了按操作规程正常使用、运行过程中注意正常监视和维护外，还应该进行定期检查，做好电机维护保养工作。这样可以及时消除一些毛病，防止故障发生，保证电机安全可靠地运行。定期维护的时间间隔可根据电机的形式考虑使用环境决定。 定期维护的内容如下：
电动机保养原理1、清擦电机：及时清除电机机座外部的灰尘、油泥。如使用环境灰尘较多，最好每天清扫一次。
电动机保养原理2、检查和清擦电机接线端子：检查接线盒接线螺丝是否松动、烧伤。
电动机保养原理3、螺丝的保养：检查各固定部分螺丝，包括地脚螺丝、端盖螺丝、轴承盖螺丝等。将松动的螺母拧紧。
电动机保养原理4、系统检查：检查传动装置、检查皮带轮或联轴器有无魄力、损坏，安装是否牢固;皮带及其联结扣是否完好。
电动机保养原理5、接线部位的检查：电机的启动设备，也要及时清擦外部灰尘、你够，擦拭触头，检查各接线部位是否有烧伤痕迹，接地线是否良好。
电动机保养原理6、轴承的检查与维护：轴承在使用一段时间后应该清洗，更换润滑脂或润滑油。清洗和换油的时间，应随电机的工作情况，工作环境，清洁程度，润滑剂种类而定，一半每工作3-6个月，应该清洗一次，重新换润滑脂。油温较高时，或者环境条件差、灰尘较多的电机要经常清洗、换油。
电动机保养原理7、绝缘情况的检查：绝缘材料的绝缘能力因干燥程度不同而异，所以检查电机绕组的干燥是非常重要的。电机工作环境潮湿、工作间有腐蚀性气体等因素存在，都会破坏电绝缘。最常见的是绕组接地故障，即绝缘损坏，使带电部分与机壳等不应带电的金属部分相碰，发生这种故障，不仅影响电机正常工作，还会危及人身安全。所以，电机在使用中，应经常检查绝缘电阻，还要注意查看电机机壳接地是否可靠。
电气工程网温馨提醒：除了按上述几项内容对电机进行定期维护外，运行一年后要大修一次。大修的目的在于，对电机进行一次彻底、全面的检查、维护，增补电机缺少、磨损的元件，彻底消除电机内外的灰尘、污物，检查绝缘情况，清洗轴承并检查其磨损情况。一般来说，只要使用正确，维护得当，发现故障及时处理，电机的工作寿命是很长的。
以上就是专家为大家分析的电动机原理，大家看了之后对电动机是不是有了一个全新的了解！我们在使用电动机的过程中，要合理的对电动机进行使用！在对电动机选型的时候，可以以上文提到的电动机选型原理作为根据，来对电动机进行选型！总之，电动机原理是很简单的，大家记住就行！