電動(dòng)機(jī)

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　　電動(dòng)機(jī)（Motor）是把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的一種設(shè)備。它是利用通電線圈（也就是定子繞組）產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)并作用于轉(zhuǎn)子（如鼠籠式閉合鋁框）形成磁電動(dòng)力旋轉(zhuǎn)扭矩。電動(dòng)機(jī)按使用電源不同分為直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)，電力系統(tǒng)中的電動(dòng)機(jī)大部分是交流電機(jī)，可以是同步電機(jī)或者是異步電機(jī)（電機(jī)定子磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速不保持同步速）。電動(dòng)機(jī)主要由定子與轉(zhuǎn)子組成，通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力運(yùn)動(dòng)的方向跟電流方向和磁感線（磁場(chǎng)方向）方向有關(guān)。電動(dòng)機(jī)工作原理是磁場(chǎng)對(duì)電流受力的作用，使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。

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　　基本結(jié)構(gòu)

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　　一、三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)，由定子、轉(zhuǎn)子和其它附件組成。

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　　（一）定子（靜止部分）

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　　1、定子鐵心

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　　作用：電機(jī)磁路的一部分，并在其上放置定子繞組。

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　　構(gòu)造：定子鐵心一般由0.35~0.5毫米厚表面具有絕緣層的硅鋼片沖制、疊壓而成，在鐵心的內(nèi)圓沖有均勻分布的槽，用以嵌放定子繞組。

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　　定子鐵心槽型有以下幾種：

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　　半閉口型槽：電動(dòng)機(jī)的效率和功率因數(shù)較高，但繞組嵌線和絕緣都較困難。一般用于小型低壓電機(jī)中。

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　　半開口型槽：可嵌放成型繞組，一般用于大型、中型低壓電機(jī)。所謂成型繞組即繞組可事先經(jīng)過(guò)絕緣處理后再放入槽內(nèi)。

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　　開口型槽：用以嵌放成型繞組，絕緣方法方便，主要用在高壓電機(jī)中。

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　　2、定子繞組

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　　作用：是電動(dòng)機(jī)的電路部分，通入三相交流電，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。

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　　構(gòu)造：由三個(gè)在空間互隔120°電角度、對(duì)稱排列的結(jié)構(gòu)完全相同繞組連接而成，這些繞組的各個(gè)線圈按一定規(guī)律分別嵌放在定子各槽內(nèi)。

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　　定子繞組的主要絕緣項(xiàng)目有以下三種：（保證繞組的各導(dǎo)電部分與鐵心間的可靠絕緣以及繞組本身間的可靠絕緣）。

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　　⑴對(duì)地絕緣：定子繞組整體與定子鐵心間的絕緣。

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　?、葡嚅g絕緣：各相定子繞組間的絕緣。

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　　⑶匝間絕緣：每相定子繞組各線匝間的絕緣。

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　　電動(dòng)機(jī)接線盒內(nèi)的接線：

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　　電動(dòng)機(jī)接線盒內(nèi)都有一塊接線板，三相繞組的六個(gè)線頭排成上下兩排，并規(guī)定上排三個(gè)接線樁自左至右排列的編號(hào)為1（U1）、2（V1）、3（W1），下排三個(gè)接線樁自左至右排列的編號(hào)為6（W2）、4（U2）、5（V2），。將三相繞組接成星形接法或三角形接法。凡制造和維修時(shí)均應(yīng)按這個(gè)序號(hào)排列。

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　　3、機(jī)座

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　　作用：固定定子鐵心與前后端蓋以支撐轉(zhuǎn)子，并起防護(hù)、散熱等作用。

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　　構(gòu)造：機(jī)座通常為鑄鐵件，大型異步電動(dòng)機(jī)機(jī)座一般用鋼板焊成，微型電動(dòng)機(jī)的機(jī)座采用鑄鋁件。封閉式電機(jī)的機(jī)座外面有散熱筋以增加散熱面積，防護(hù)式電機(jī)的機(jī)座兩端端蓋開有通風(fēng)孔，使電動(dòng)機(jī)內(nèi)外的空氣可直接對(duì)流，以利于散熱。

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　?。ǘ┺D(zhuǎn)子（旋轉(zhuǎn)部分）

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　　1、三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子鐵心：

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　　作用：作為電機(jī)磁路的一部分以及在鐵心槽內(nèi)放置轉(zhuǎn)子繞組。

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　　構(gòu)造：所用材料與定子一樣，由0.5毫米厚的硅鋼片沖制、疊壓而成，硅鋼片外圓沖有均勻分布的孔，用來(lái)安置轉(zhuǎn)子繞組。通常用定子鐵心沖落后的硅鋼片內(nèi)圓來(lái)沖制轉(zhuǎn)子鐵心。一般小型異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子鐵心直接壓裝在轉(zhuǎn)軸上，大、中型異步電動(dòng)機(jī)（轉(zhuǎn)子直徑在300~400毫米以上）的轉(zhuǎn)子鐵心則借助與轉(zhuǎn)子支架壓在轉(zhuǎn)軸上。

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　　2、三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組

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　　作用：切割定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及電流，并形成電磁轉(zhuǎn)矩而使電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)。

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　　構(gòu)造：分為鼠籠式轉(zhuǎn)子和繞線式轉(zhuǎn)子。

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　?、攀蠡\式轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子繞組由插入轉(zhuǎn)子槽中的多根導(dǎo)條和兩個(gè)環(huán)行的端環(huán)組成。若去掉轉(zhuǎn)子鐵心，整個(gè)繞組的外形像一個(gè)鼠籠，故稱籠型繞組。小型籠型電動(dòng)機(jī)采用鑄鋁轉(zhuǎn)子繞組，對(duì)于100KW以上的電動(dòng)機(jī)采用銅條和銅端環(huán)焊接而成。

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　?、评@線式轉(zhuǎn)子：繞線轉(zhuǎn)子繞組與定子繞組相似，也是一個(gè)對(duì)稱的三相繞組，一般接成星形，三個(gè)出線頭接到轉(zhuǎn)軸的三個(gè)集流環(huán)上，再通過(guò)電刷與外電路聯(lián)接。

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　　特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，故繞線式電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用不如鼠籠式電動(dòng)機(jī)廣泛。但通過(guò)集流環(huán)和電刷在轉(zhuǎn)子繞組回路中串入附加電阻等元件，用以改善異步電動(dòng)機(jī)的起、制動(dòng)性能及調(diào)速性能，故在要求一定范圍內(nèi)進(jìn)行平滑調(diào)速的設(shè)備，如吊車、電梯、空氣壓縮機(jī)等上面采用。

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　?。ㄈ┤喈惒诫妱?dòng)機(jī)的其它附件

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　　1、端蓋：支撐作用。

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　　2、軸承：連接轉(zhuǎn)動(dòng)部分與不動(dòng)部分。

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　　3、軸承端蓋：保護(hù)軸承。

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　　4、風(fēng)扇：冷卻電動(dòng)機(jī)。

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　　注意事項(xiàng)

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　?、旁诓鹦肚?，要用壓縮空氣吹凈電機(jī)表面灰塵，并將表面污垢擦拭干凈。

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　?、七x擇電機(jī)解體的工作地點(diǎn)，清理現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。

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　　⑶熟悉電機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和檢修技術(shù)要求。

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　?、葴?zhǔn)備好解體所需工具（包括專用工具）和設(shè)備。

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　　⑸為了進(jìn)一步了解電機(jī)運(yùn)行中的缺陷，有條件時(shí)可在拆卸前做一次檢查試驗(yàn)。為此，將電機(jī)帶上負(fù)載試轉(zhuǎn)，詳細(xì)檢查電機(jī)各部分溫度、聲音、振動(dòng)等情況，并測(cè)試電壓、電流、轉(zhuǎn)速等，然后再斷開負(fù)載，單獨(dú)做一次空載檢查試驗(yàn)，測(cè)出空載電流和空載損耗，做好記錄。

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　　⑹切斷電源，拆除電機(jī)外部接線，做好記錄。

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　?、诉x用合適電壓的兆歐表測(cè)試電機(jī)絕緣電阻。為了跟上次檢修時(shí)所測(cè)的絕緣電阻值相比較以判斷電機(jī)絕緣變化趨勢(shì)和絕緣狀態(tài)，應(yīng)將不同溫度下測(cè)出的絕緣電阻值換算到同一溫度，一般換算至75℃。

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　?、虦y(cè)試吸收比K。當(dāng)吸收比大于1.33時(shí)，表明電機(jī)絕緣不曾受潮或受潮程度不嚴(yán)重。為了跟以前數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，同樣要將任意溫度下測(cè)得的吸收比換算到同一溫度。

　　電動(dòng)機(jī)工作原理

　　當(dāng)你把電源的正極接到電動(dòng)機(jī)的一端，負(fù)極接到電動(dòng)機(jī)的另一端，電動(dòng)機(jī)開始正轉(zhuǎn)，如果交換電動(dòng)機(jī)的里兩個(gè)電極，則電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。這就是我們控制電動(dòng)機(jī)的原理。

　　當(dāng)電動(dòng)機(jī)的一端為邏輯1的時(shí)候，即在本例中A點(diǎn)為＋12V電壓，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)。當(dāng)A點(diǎn)為邏輯0的時(shí)候（接地），電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。示意圖如下：

　　和上圖類似，當(dāng)電動(dòng)機(jī)的另一端為邏輯1的時(shí)候，即在本例中B點(diǎn)為＋12V電壓，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。當(dāng)B點(diǎn)為邏輯0的時(shí)候（接地），電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。示意圖如下：　　電動(dòng)機(jī)速度控制

　　通過(guò)控制A或B的開關(guān)，（形成脈沖）可以使得電動(dòng)機(jī)獲得不同的扭矩，從而產(chǎn)生不同的速度。

　　如果你希望用一個(gè)電路控制電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，這就需要更多的電路，你就會(huì)需要H-Bridge（叫H是因?yàn)楹拖聢D的外形相似）其電路圖如下：

　　如果合上A和D，也就是A=1，B=0，C=0，D=1，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，示意圖如下：

　　如果合上B和C，也就是A=0，B=1，C=1，D=0，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，示意圖如下：

　　半導(dǎo)體H-Bridge

　　利用晶體管或者場(chǎng)效應(yīng)管，我們能更好控制電動(dòng)機(jī)。

　　用PNP晶體管或者P溝道場(chǎng)效應(yīng)管，作為電動(dòng)機(jī)的電源端

　　用NPN晶體管或者N溝道場(chǎng)效應(yīng)管，作為電動(dòng)機(jī)的接地端

　　示意圖如下：

　　如果你使得A和B導(dǎo)通，就會(huì)產(chǎn)生剎車效果（C和D也是如此）。

　　原因是電動(dòng)機(jī)是一臺(tái)發(fā)電機(jī)，在轉(zhuǎn)動(dòng)得從時(shí)候，就會(huì)產(chǎn)生電壓，當(dāng)A和B同時(shí)導(dǎo)通的時(shí)候，就相當(dāng)于將A和B短接，電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電壓會(huì)使得電動(dòng)機(jī)自身停止轉(zhuǎn)動(dòng)。其效果就如同剎車一樣。

　　為了更好的保護(hù)晶體管，應(yīng)該增加二極管來(lái)阻止電動(dòng)機(jī)在電源打開和關(guān)斷時(shí)所產(chǎn)生的電壓。

　　這個(gè)電壓有可能是供電電壓的好幾倍，如果不用二極管，有可能會(huì)使得晶體管燒毀。

　　因此我常用下圖的連接方式：

　　作為半導(dǎo)體器件，晶體管會(huì)有電阻，這會(huì)使得在通過(guò)大的電流的時(shí)候發(fā)熱，也就是說(shuō)不能有太大的電流通過(guò)。

　　而同樣作為半導(dǎo)體器件，MOSFET可以通過(guò)更加多得電流而不至于發(fā)熱燒毀，而且通常MOSFET內(nèi)含了二極管，因此，就不需要再去連接一個(gè)二極管。

　　如果MOSFET來(lái)制作H-Bridge則A和B要用P溝道MOSFET。C和D要用N溝道MOSFET

　　N溝道MOSFET要比P溝道MOSFET便宜，但是N溝道MOSFET來(lái)做A和B的話需要7V的電壓，這比提供的電壓要大。

　　合理的開關(guān)H-Bridge的四個(gè)端口是很重要的，如果A和C導(dǎo)通的話，就相當(dāng)于短路，這是十分危險(xiǎn)的。所以我們建議用H-Bridge芯片，因?yàn)楝F(xiàn)有的H-Bridge芯片則既安全又簡(jiǎn)單。