1基本知識(shí)介紹

1.1直流、單相交流、三相交流

1.2交流下有“同步和異步”的區(qū)別

同步異步指的是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速是同步（相同）還是異步（滯后），因而只有交流能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，只有交流電機(jī)有同步異步的概念。

同步電機(jī)——原理：靠“磁場(chǎng)總是沿著磁路最短的方向上走”實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子磁極與定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)磁極逐一對(duì)應(yīng)，轉(zhuǎn)子磁極轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速相同。特點(diǎn)：同步電機(jī)無(wú)論作為電動(dòng)機(jī)還是發(fā)電機(jī)使用，其轉(zhuǎn)速與交流電頻率之間將嚴(yán)格不變。同步電機(jī)轉(zhuǎn)速恒定，不受負(fù)載變化影響。

異步電機(jī)——原理：靠感應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)，定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割鼠籠，使鼠籠產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流受力使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速必須有轉(zhuǎn)速差才能形成磁場(chǎng)切割鼠籠，產(chǎn)生感應(yīng)電流。

區(qū)別：（1）同步電機(jī)可以發(fā)出無(wú)功功率，也可以吸收；異步電機(jī)只能吸收無(wú)功。（2）同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速與交流工頻50Hz電源同步，即2極電機(jī)3000轉(zhuǎn)、4極1500、6極1000等。異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速則稍微滯后，即2極2880、4極1440、6極960等。（3）同步電動(dòng)機(jī)的電流在相位上是超前于電壓的，即同步電動(dòng)機(jī)是一個(gè)容性負(fù)載。同步電動(dòng)機(jī)可以用以改進(jìn)供電系統(tǒng)的功率因素。

同步電機(jī)無(wú)法直接啟動(dòng)：剛通電一瞬間，通入直流電的轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組是靜止的，轉(zhuǎn)子磁極靜止；定子磁場(chǎng)立即具有高速。假設(shè)此瞬間正好定子磁極與轉(zhuǎn)子磁極一一對(duì)應(yīng)吸引，在定子磁極在極短的時(shí)間內(nèi)旋轉(zhuǎn)半周的時(shí)間之內(nèi)，會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生吸引力，半周之后將會(huì)產(chǎn)生排斥力。由于轉(zhuǎn)子有轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，轉(zhuǎn)子不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，而是在接近于0的速度下左右震動(dòng)。因此同步電機(jī)需要鼠籠繞組啟動(dòng)。轉(zhuǎn)速差使其產(chǎn)生感應(yīng)電流，而感應(yīng)電流具有減小轉(zhuǎn)速差的特性（四根金屬棒搭成井形，內(nèi)部磁場(chǎng)變密會(huì)減小面積，變疏會(huì)增加面積，阻止其變化趨勢(shì)），因而會(huì)使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，直到感應(yīng)電流與轉(zhuǎn)速差平衡（沒(méi)有電流就不會(huì)有力，因而不會(huì)消除轉(zhuǎn)速差，猜測(cè)與旋轉(zhuǎn)阻力有關(guān)）。

1.3永磁、電磁、感磁（構(gòu)成定子、轉(zhuǎn)子）

永磁——永磁鐵

電磁——通電線圈

感磁——無(wú)電閉合繞組、鼠籠

永磁和電磁大多數(shù)情況下可以互換，感磁需要有旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的場(chǎng)合才能用，在三相同步電機(jī)中經(jīng)常作為啟動(dòng)與電磁/永磁共用于轉(zhuǎn)子。

2電機(jī)分類

2.1直流

2.1.1直流有刷電機(jī)

（1）結(jié)構(gòu)：

轉(zhuǎn)子——1繞組（沒(méi)有旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)不能用感磁，永磁不能換向也不能用）

定子——永磁/電磁（串勵(lì)、并勵(lì)、他勵(lì)、復(fù)勵(lì)）

（2）啟動(dòng)：

通電就能動(dòng)。（電樞繞組如果只有1圈會(huì)有死點(diǎn)，十字交叉2圈以上就沒(méi)有了。）

（3）換向：

永磁改變定子電流方向；他勵(lì)改變定子或轉(zhuǎn)子電流方向；串勵(lì)、并勵(lì)、復(fù)勵(lì)改變轉(zhuǎn)子繞組接線方式。

（4）調(diào)速：

調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子電壓；他勵(lì)還可以調(diào)節(jié)定子電壓。

（5）特點(diǎn)：

定子上安裝有固定的主磁極和電刷，轉(zhuǎn)子上安裝有電樞繞組和換向器。由于電刷和換向器的存在，有刷電機(jī)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性差，故障多，維護(hù)工作量大，壽命短，換向火花易產(chǎn)生電磁干擾。

2.1.2直流無(wú)刷電機(jī)

（1）結(jié)構(gòu)：

轉(zhuǎn)子——鼠籠/永磁/鼠籠嵌入永磁（由于無(wú)刷不能電磁）

定子——3繞組（形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)），傳感器（檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置用于驅(qū)動(dòng)器控制）

（2）原理：

驅(qū)動(dòng)器——直流--驅(qū)動(dòng)器--三相可變頻交變矩形電波（正弦形是伺服電機(jī)）--定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。與三相鼠籠異步電動(dòng)機(jī)類似。

（3）啟動(dòng)：

驅(qū)動(dòng)器EN接地打開(kāi)。

（4）換向：

驅(qū)動(dòng)器F/R接地打開(kāi)。

（5）調(diào)速：

旋轉(zhuǎn)調(diào)速電位器。

（6）特點(diǎn)：

鐵氧體永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)以廉價(jià)見(jiàn)長(zhǎng)，且性能良好，廣泛用于家用電器、汽車(chē)、玩具、電動(dòng)工具等領(lǐng)域。用稀土永磁材料作磁極制的稀土永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)，體積小且性能更好，但價(jià)格昂貴，主要用于航天、計(jì)算機(jī)、井下儀器等。

2.2單相交流

2.2.1單相交流串勵(lì)電機(jī)（有刷）

（1）結(jié)構(gòu)：

轉(zhuǎn)子——1繞組

定子——1繞組

轉(zhuǎn)子繞組與定子繞組通過(guò)電刷串勵(lì)。（感覺(jué)原理上并勵(lì)也通，但是沒(méi)有搜到相關(guān)資料）

（2）原理：由于定子和轉(zhuǎn)子串聯(lián)，在電源正半周期，定子磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩；電源負(fù)半周期，由于定子磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)子電流同時(shí)改變方向，因此轉(zhuǎn)矩方向不變。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)半個(gè)周期以后，由于電刷改變轉(zhuǎn)子接入電路方向，使得轉(zhuǎn)矩依然不變。

（3）啟動(dòng)：

通電就能動(dòng)。

（4）換向：

改變定子或者轉(zhuǎn)子線圈的接法。

（5）調(diào)速：

調(diào)壓調(diào)速。

（6）特點(diǎn)：

單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)屬于單相交流異步電動(dòng)機(jī)俗稱串勵(lì)電機(jī)或通用電機(jī)（Universal Motor國(guó)外叫法，感覺(jué)是因?yàn)榻恢绷魍ㄓ枚妹?，因電樞繞組和勵(lì)磁繞組串聯(lián)在一起工作而得名。單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)又叫做交直流兩用串勵(lì)電動(dòng)機(jī)，它既可以使用交流電源工作，也可以使用直流電源工作。它的優(yōu)點(diǎn)是由于它轉(zhuǎn)速高、起動(dòng)力矩大、體積小、重量輕、不容易堵轉(zhuǎn)、適用電壓范圍很廣，可以用調(diào)壓的方法來(lái)調(diào)速，簡(jiǎn)單且易于實(shí)現(xiàn)。因而在電動(dòng)工具中得到廣泛的應(yīng)用。單相串勵(lì)電機(jī)的結(jié)構(gòu)同直流串勵(lì)電機(jī)十分相似，主要的區(qū)別在于單相串勵(lì)電機(jī)的定子鐵心必須由硅鋼片疊壓而成，而直流的磁極既可以由疊壓而成，又可以做成整體結(jié)構(gòu)。

2.2.2單相交流異步電機(jī)（電容分相）（無(wú)刷）

（單相交流沒(méi)有搜到有同步電機(jī)但感覺(jué)原理上存在）

（1）結(jié)構(gòu)：

轉(zhuǎn)子——鼠籠

定子——1繞組（運(yùn)行繞組）+1（帶電容）繞組（啟動(dòng)繞組）

（2）原理：

單相交流電機(jī)定子繞組接成單極或者多極都不能形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，幾個(gè)磁極大小和方向同時(shí)變化，合成一起以后，就是一維變化的磁場(chǎng)，因而需要啟動(dòng)繞組串接電容，使得相位滯后90度，這樣便能形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。當(dāng)電機(jī)啟動(dòng)以后，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)周期與定子磁場(chǎng)一維交變周期相同，相當(dāng)于直流電機(jī)的換向，因而能夠持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。

（3）啟動(dòng)（電容分相）：

第一種，起動(dòng)繞組參與運(yùn)行工作，運(yùn)轉(zhuǎn)速率大致保持定值。主要應(yīng)用于電風(fēng)扇,空調(diào)風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)，洗衣機(jī)等電機(jī)。

第二種，起動(dòng)繞組不參與運(yùn)行工作，起動(dòng)后離心開(kāi)關(guān)斷開(kāi)起動(dòng)繞組，而電動(dòng)機(jī)以運(yùn)行繞組線圈繼續(xù)動(dòng)作。

第三種，起動(dòng)繞組串連大容量電容起動(dòng)，起動(dòng)后串聯(lián)小容量電容運(yùn)行。電機(jī)靜止時(shí)離心開(kāi)關(guān)是接通的，給電后起動(dòng)電容參與起動(dòng)工作，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速達(dá)到額定值的70%至80%時(shí)離心開(kāi)關(guān)便會(huì)自動(dòng)跳開(kāi)，起動(dòng)電容完成任務(wù)，并被斷開(kāi)。而運(yùn)行電容串接到起動(dòng)繞組參與運(yùn)行工作。這種接法一般用在空氣壓縮機(jī)，切割機(jī)，木工機(jī)床等負(fù)載大而不穩(wěn)定的地方。