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1、第第1章电动机概述章电动机概述第1页，本讲稿共19页第一章第一章电动机概述电动机概述1.1 电动机的型号与分类电动机的型号与分类 1电动机分类电动机分类（3）按用途分类）按用途分类n 驱动电动机驱动电动机l 电动工具用电动机电动工具用电动机l 家电用电动机家电用电动机l 其他通用小型机械设备用电动机。其他通用小型机械设备用电动机。n 控制电动机控制电动机l 步进电动机步进电动机l 伺服电动机伺服电动机 交流伺服电动机交流伺服电动机 直流伺服电动机直流伺服电动机第2页，本讲稿共19页第一章第一章电动机概述电动机概述1.1 电动机的型号与分类电动机的型号与分类 1电动机分类电动机分类（4）按运转速
2、度分类）按运转速度分类n 高速电动机高速电动机n 低速电动机低速电动机n 恒速电动机恒速电动机n 调速电动机调速电动机n 控制电动机控制电动机（5）按运动形式分类）按运动形式分类n 旋转电动机旋转电动机n 直线电动机直线电动机第3页，本讲稿共19页第一章第一章电动机概述电动机概述1.1 电动机的型号与分类电动机的型号与分类 2电动机的型号电动机的型号 我国电动机产品型号由产品代号、规格代号、特殊环境代号、我国电动机产品型号由产品代号、规格代号、特殊环境代号、补充代号等组成，并按顺序排列。补充代号等组成，并按顺序排列。（1）产品代号）产品代号n 类型代号类型代号表示电动机的类型表示电动机的类型
3、Y（J）异步电动机；异步电动机；T同步电动机；同步电动机；Z直流电动机；直流电动机；Q潜水电泵；潜水电泵；F纺织用电动机；纺织用电动机；H交流换向器电动机。交流换向器电动机。n 特点代号特点代号表示电动机的性能、结构或用途表示电动机的性能、结构或用途 O封闭；封闭；R绕线式；绕线式；B防爆；防爆；D多速；多速；Q高启动转高启动转矩；矩；K高速；高速；S双鼠笼；双鼠笼；H高转差率；高转差率；T通风机等。通风机等。n 设计序号设计序号。对第一次设计的产品，不标设计序号。对第一次设计的产品，不标设计序号。第4页，本讲稿共19页第一章第一章电动机概述电动机概述1.1 1.1 电动机的型号与分类电动机的
4、型号与分类 2 2电动机的型号电动机的型号（2 2）规格代号）规格代号 规格代号包括机座号或中心高尺寸、机座长度代号、功率、规格代号包括机座号或中心高尺寸、机座长度代号、功率、转速、极数、电压等级等。转速、极数、电压等级等。其中机座长度代号用国际通用字母表示，其中机座长度代号用国际通用字母表示，L L长机座，长机座，M M中机座，中机座，S S短机座。短机座。（3 3）特殊环境代号）特殊环境代号，表示电动机使用环境。，表示电动机使用环境。TT热带用；热带用；THTH湿热带用；湿热带用；TATA干燥带用；干燥带用；GG高原用；高原用；HH船用；船用；WW户外用；户外用；FF化工防腐用等。化工防腐
5、用等。（4 4）补充代号。）补充代号。该代号不常用。该代号不常用。第5页，本讲稿共19页第一章第一章电动机概述电动机概述1.1 1.1 电动机的型号与分类电动机的型号与分类 2 2电动机的型号电动机的型号举例：举例：（1 1）电动机型号：）电动机型号：Y100L24WFY100L24WF 表示中心高为表示中心高为100mm100mm，长机座，长机座，2 2号铁芯长度，号铁芯长度，4 4极，户外化极，户外化工防腐用异步电动机。机座长度代号后的数字为铁芯长度代号。工防腐用异步电动机。机座长度代号后的数字为铁芯长度代号。（2 2）电动机型号：）电动机型号：JQO2524JQO2524 表示为封闭式高
6、启动转矩异步电动机，表示为封闭式高启动转矩异步电动机，5 5号机座、号机座、2 2号铁芯号铁芯长度、长度、4 4极。极。第6页，本讲稿共19页第一章第一章电动机概述电动机概述1.2 1.2 电动机外壳防护等级电动机外壳防护等级 电动机外壳防护等级的标志由表征字母电动机外壳防护等级的标志由表征字母“IP”（International Protection，国际防护）及附加在其后的，国际防护）及附加在其后的两个表征数字组成，如两个表征数字组成，如IP44。第一位表征数字表示第一种防护第一位表征数字表示第一种防护，即防止人体触及或接近，即防止人体触及或接近壳内带电部分和壳内转动部件，以及防止固体异物
7、进入电动机，壳内带电部分和壳内转动部件，以及防止固体异物进入电动机，其防护等级如表其防护等级如表1-1所示，数字越大表示其防护等级越高。所示，数字越大表示其防护等级越高。第二位表征数字表示第二种防护第二位表征数字表示第二种防护，即防止由于电动机进水，即防止由于电动机进水而引起有害影响，该表征数字表示的防护等级如表而引起有害影响，该表征数字表示的防护等级如表1-2所示，数所示，数字越大表示其防护等级越高。字越大表示其防护等级越高。当只需用一个表征数字表示某一防护等级时，被省略的数当只需用一个表征数字表示某一防护等级时，被省略的数字应以字母字应以字母“X”代替，如代替，如IPX5。当防护的内容有所
8、增加时，。当防护的内容有所增加时，可用补充字母表示，补充字母放在数字之后或紧跟可用补充字母表示，补充字母放在数字之后或紧跟“IP”之后。之后。第7页，本讲稿共19页表表1-1 第一位数字表示的防护等级第一位数字表示的防护等级防止人体（如手掌）因意外而接触到电动机内部的零件防止人的手指或长度不超过80mm的类似物接触到电动机内部的零件第一位表第一位表征数字征数字简简 述述详详 细细 定定 义义0无防无防护电动护电动机机无无专门专门防防护护1防止大于防止大于50mm的固的固体物体侵入体物体侵入防止防止较较大尺寸（直径大于大尺寸（直径大于50mm）的外物侵入）的外物侵入2防止大于防止大于12mm的固
9、的固体物体侵入体物体侵入防止中等尺寸（直径大于防止中等尺寸（直径大于12mm）的外物侵入）的外物侵入3防止大于防止大于2.5mm的的固体物体侵入固体物体侵入防止直径或厚度大于防止直径或厚度大于2.5mm的工具、的工具、电线电线或或类类似的似的小外物侵入而接触到小外物侵入而接触到电动电动机内部的零件机内部的零件4防止大于防止大于1.0mm的的固体物体侵入固体物体侵入防止直径或厚度大于防止直径或厚度大于1mm的工具、的工具、电线电线或或类类似的似的小外物侵入而接触到小外物侵入而接触到电动电动机内部的零件机内部的零件5防防尘电动尘电动机机完全防止外物侵入，完全防止外物侵入，虽虽不能完全防止灰不能完全
10、防止灰尘进尘进入，但入，但侵入的灰侵入的灰尘尘量并不会影响量并不会影响电动电动机的正常工作机的正常工作第8页，本讲稿共19页表表1-2 第二位表征数字表示的防护等级第二位表征数字表示的防护等级第二位表第二位表征数字征数字简简 述述详详 细细 定定 义义0无防无防护电动护电动机机无无专门专门防防护护1防滴防滴电动电动机机垂直滴下的水滴（如凝垂直滴下的水滴（如凝结结水）水）对电动对电动机机应应无有害影响。无有害影响。215防滴防滴电动电动机机当当电动电动机由正常位置向任何方向机由正常位置向任何方向倾倾斜至斜至15以内以内时时，垂直滴水，垂直滴水对电动对电动机机应应无有害影无有害影响响3防淋水防淋水
11、电动电动机机与垂直与垂直线线成成60范范围围内的淋水内的淋水应应无有害影响无有害影响4防防溅溅水水电动电动机机承受任何方向的承受任何方向的溅溅水水应应无有害影响无有害影响5防防喷喷水水电动电动机机承受任何方向的承受任何方向的喷喷水水应应无有害影响无有害影响6防海浪防海浪电动电动机机承受猛烈的海浪冲承受猛烈的海浪冲击击或或强强烈烈喷喷水水时时，电动电动机的机的进进水量水量应应不达不达到有害的程度到有害的程度7防浸水防浸水电动电动机机当当电动电动机浸入机浸入规规定定压压力的水中，力的水中，经规经规定定时间时间后，后，电动电动机的机的进进水量不水量不应应达到有害程度达到有害程度8潜水潜水电动电动机机
12、电动电动机在制造厂机在制造厂规规定的条件下能定的条件下能长长期潜水。一般期潜水。一般为为水密型，水密型，某些某些类类型型电动电动机也可允机也可允许许水水进进入，但不入，但不应应达到有害程度达到有害程度第9页，本讲稿共19页第一章第一章电动机概述电动机概述1.3 1.3 电动机中的电磁定律电动机中的电磁定律 电动机的形式和种类很多，但其工作原理都是基于电磁感电动机的形式和种类很多，但其工作原理都是基于电磁感应定律和电磁力定律的。应定律和电磁力定律的。1 1安培环路定理（或称全电流定理）安培环路定理（或称全电流定理）只要导体中有电流流过，就会在导体周围产生磁场，这就只要导体中有电流流过，就会在导体
13、周围产生磁场，这就是电流的磁效应，即所谓是电流的磁效应，即所谓“电生磁电生磁”。磁场的分布用磁力线来。磁场的分布用磁力线来表示。表示。图1-1 电流方向与磁力线方向的关系第10页，本讲稿共19页第一章第一章电动机概述电动机概述1.3 1.3 电动机中的电磁定律电动机中的电磁定律1 1安培环路定理（或称全电流定理）安培环路定理（或称全电流定理）（1）磁感应强度）磁感应强度B。磁感应强度磁感应强度B用来表示磁场的大小和用来表示磁场的大小和方向。将磁力线上每点的切线方向规定为磁感应强度的方向，方向。将磁力线上每点的切线方向规定为磁感应强度的方向，用磁力线的疏密程度表示磁感应强度的大小。用磁力线的疏密
14、程度表示磁感应强度的大小。（2）磁通量）磁通量。穿过磁场中某一截面穿过磁场中某一截面S的磁力线数称为通的磁力线数称为通过该截面的磁通量，简称磁通过该截面的磁通量，简称磁通()。若磁场均匀，且磁场与截面垂直，则若磁场均匀，且磁场与截面垂直，则=BS。因此，磁感应强度又称磁通密度。因此，磁感应强度又称磁通密度。第11页，本讲稿共19页第一章第一章电动机概述电动机概述1.3 1.3 电动机中的电磁定律电动机中的电磁定律1 1安培环路定理（或称全电流定理）安培环路定理（或称全电流定理）（3）磁场强度）磁场强度H。（4）全电流定律。）全电流定律。磁场中沿任一闭合回路磁场中沿任一闭合回路l对磁场强度对磁场
15、强度H的线积分等于该闭合回路所包围的所有导体电流的代数和。的线积分等于该闭合回路所包围的所有导体电流的代数和。若闭合回路沿线长度为若闭合回路沿线长度为L，磁场强度，磁场强度H处处相等，且闭合回处处相等，且闭合回路所包围的总电流由通过电流路所包围的总电流由通过电流i的的N匝线圈提供，则匝线圈提供，则HL=Ni。第12页，本讲稿共19页第一章第一章电动机概述电动机概述1.3 1.3 电动机中的电磁定律电动机中的电磁定律2 2磁路的欧姆定律磁路的欧姆定律 磁路的欧姆定律与电路的欧姆定律不同之处：磁路的欧姆定律与电路的欧姆定律不同之处：电路中有电流就有功率损耗，而在磁路中的恒定磁通下电路中有电流就有功
16、率损耗，而在磁路中的恒定磁通下没有功率损耗；没有功率损耗；电流全部在导体中流动，而在磁路中没有绝对的磁绝缘电流全部在导体中流动，而在磁路中没有绝对的磁绝缘体，除在铁芯的磁通外，空气中也有漏磁通；体，除在铁芯的磁通外，空气中也有漏磁通；电阻为常数，磁阻为变量；电阻为常数，磁阻为变量；对于线性电路可应用叠加原理，而当磁路饱和时为非线对于线性电路可应用叠加原理，而当磁路饱和时为非线性电路，不能应用叠加原理。性电路，不能应用叠加原理。第13页，本讲稿共19页第一章第一章电动机概述电动机概述1.3 1.3 电动机中的电磁定律电动机中的电磁定律3 3电磁感应定律电磁感应定律 磁场变化会在线圈中产生感应电动
17、势，感应电动势的大小磁场变化会在线圈中产生感应电动势，感应电动势的大小与线圈的匝数与线圈的匝数N和线圈所交链的磁通对时间的变比率成正比，和线圈所交链的磁通对时间的变比率成正比，这是电磁感应定律。这是电磁感应定律。通常，电动机中的感应电动势根据其产生原因的不同，可通常，电动机中的感应电动势根据其产生原因的不同，可以分为以下三种。以分为以下三种。（1 1）自感电动势自感电动势eL 当线圈中流过交变电流当线圈中流过交变电流i时，由时，由i产生的与线圈自身交链的产生的与线圈自身交链的磁链随时间发生变化，由此在线圈中产生的感应电动势称为自磁链随时间发生变化，由此在线圈中产生的感应电动势称为自感电动势，用
18、感电动势，用eL表示。表示。第14页，本讲稿共19页第一章第一章电动机概述电动机概述1.3 1.3 电动机中的电磁定律电动机中的电磁定律3 3电磁感应定律电磁感应定律（2 2）互感电动势互感电动势eM 在相邻的两个线圈中，当线圈在相邻的两个线圈中，当线圈1中的电流中的电流i1交变时，它产生交变时，它产生的与线圈的与线圈2相交链的磁通相交链的磁通 21也产生变化，由此在线圈也产生变化，由此在线圈2中产生中产生的感应电动势称为互感电动势，用的感应电动势称为互感电动势，用eM2表示。表示。（3 3）切割电动势切割电动势e 如果磁场恒定不变，导体或线圈与磁场的磁力线之间有相如果磁场恒定不变，导体或线圈
19、与磁场的磁力线之间有相对切割运动时，在线圈中产生的感应电动势称为切割电动势，对切割运动时，在线圈中产生的感应电动势称为切割电动势，又称速度电动势。若磁力线、导体与切割运动三者方向相互垂又称速度电动势。若磁力线、导体与切割运动三者方向相互垂直，则由电磁感应定律可知切割电动势的计算公式为：直，则由电磁感应定律可知切割电动势的计算公式为：e=Blv 第15页，本讲稿共19页第一章第一章电动机概述电动机概述1.3 1.3 电动机中的电磁定律电动机中的电磁定律4 4电磁力定律电磁力定律 载流导体在磁场中会受到电磁力的作用。当磁场力和导体载流导体在磁场中会受到电磁力的作用。当磁场力和导体方向相互垂直时，载
20、流导体所受的电磁力的计算公式为方向相互垂直时，载流导体所受的电磁力的计算公式为：F=BlI第16页，本讲稿共19页第一章第一章电动机概述电动机概述1.4 1.4 电动机中使用的材料电动机中使用的材料 导电材料：导电材料：是绕制线圈用的，要求其导电性能好，电阻损是绕制线圈用的，要求其导电性能好，电阻损耗小，一般选用紫铜线。耗小，一般选用紫铜线。导磁材料导磁材料：主要采用硅钢片，也称电工钢片。主要采用硅钢片，也称电工钢片。绝缘村料：绝缘村料：用于导体之间和各类构件之间的绝缘处理，如用于导体之间和各类构件之间的绝缘处理，如聚酯漆、环氧树脂、玻璃丝带、电工纸、云母片、玻璃纤维板聚酯漆、环氧树脂、玻璃丝
21、带、电工纸、云母片、玻璃纤维板等。等。电动机常用绝缘材料按耐热能力划分为电动机常用绝缘材料按耐热能力划分为A、E、B、F、H、C 6个等级。其极限工作温度分别为：个等级。其极限工作温度分别为：105、120、130、155、180、180以上。以上。结构材料：结构材料：铸铁、铸铸铁、铸钢钢和钢板和钢板。第17页，本讲稿共19页第一章第一章电动机概述电动机概述1.4 1.4 电动机中使用的材料电动机中使用的材料 导电材料：导电材料：是绕制线圈用的，要求其导电性能好，电阻损是绕制线圈用的，要求其导电性能好，电阻损耗小，一般选用紫铜线。耗小，一般选用紫铜线。导磁材料导磁材料：主要采用硅钢片，也称电工
22、钢片。主要采用硅钢片，也称电工钢片。绝缘村料：绝缘村料：用于导体之间和各类构件之间的绝缘处理，如用于导体之间和各类构件之间的绝缘处理，如聚酯漆、环氧树脂、玻璃丝带、电工纸、云母片、玻璃纤维板聚酯漆、环氧树脂、玻璃丝带、电工纸、云母片、玻璃纤维板等。等。电动机常用绝缘材料按耐热能力划分为电动机常用绝缘材料按耐热能力划分为A、E、B、F、H、C 6个等级。其极限工作温度分别为：个等级。其极限工作温度分别为：105、120、130、155、180、180以上。以上。结构材料：结构材料：铸铁、铸铸铁、铸钢钢和钢板和钢板。第18页，本讲稿共19页第一章第一章电动机概述电动机概述1.5 1.5 电动机中的
23、电磁功率损耗电动机中的电磁功率损耗 铜损：铜损：铜损是由线圈的电阻所引起的，其损耗值的大小与铜损是由线圈的电阻所引起的，其损耗值的大小与流过线圈的电流的平方成正比，与电阻值的大小成正比，与时流过线圈的电流的平方成正比，与电阻值的大小成正比，与时间长短成正比。间长短成正比。涡流损耗：涡流损耗：电动机中的铁芯材料含有金属成分，当铁芯通电动机中的铁芯材料含有金属成分，当铁芯通过交变磁通时，与磁力线正交的平面中产生感应电动势，从而过交变磁通时，与磁力线正交的平面中产生感应电动势，从而形成感应电流，这种电流在铁芯内自成闭合回路，很像水的漩形成感应电流，这种电流在铁芯内自成闭合回路，很像水的漩涡，因此叫做涡电流，简称涡流。因涡流而导致能量损耗称为涡，因此叫做涡电流，简称涡流。因涡流而导致能量损耗称为涡流损耗，此损耗是纯粹的热损耗。涡流损耗的大小与磁场的涡流损耗，此损耗是纯粹的热损耗。涡流损耗的大小与磁场的变化频率、涡流电阻的大小等因素有关。变化频率、涡流电阻的大小等因素有关。磁滞损耗：磁滞损耗：由磁滞引起的损耗。由磁滞引起的损耗。第19页，本讲稿共19页