第一节电动机概述一、电动机的类型电动机是将电能转化为机械能的动力设备，广泛应用于现代化畜牧机械之中。

电动机的种类很多，按电流性质分为直流电动机和交流电动机；按交流电源的相数. 交流电动机分为三相交流电动机和交流电动机；按转子的结构型式，交流异步电动机又分为。

子磁场与转子的转速关系.和交流同步电：霎异步电动机又分为。

由于交流电便于产生、输送和分配，所以在生产和生活中广泛应用交流电动机，而直流电动机有特殊要求的场合。

优" ：轰〔式三相交流异步电动机和单相交流异步电动机是牧业生产中常用的动力设备。

差，功率因数较低。

二、交流异步电动机的系列和型号(—)三相交流异步电动杌系列和型号在牧业生产中广泛使用的是Y系列三相异步笼型电动机，它是我国近年来研制成功的节能型电动机，自20世纪80年代起逐步取代J2、JO2老系列电动机，应用面广。

Y系列电动机按外壳防护等级分为封闭式(IP44)和防护式(IP23)两个基本系列。

三相防护式笼型电动机外壳有通风孔，能防止直径大于l2mm的小固体异物进入，并防止与垂直方向成60。

角或小于60。

角的水滴对电机的影响，它适用于驱动无特殊要求的作业机械，如水泵、运输机、鼓风机等。

三相封闭式笼型电动机外壳封闭并带有自冷却风扇，适用于多尘、潮湿的场合，如牧业机械、碾米和磨粉机等。

现以Yl32Sl -2型电机为例说明Y系列笼型三相异步电动机型号的意义。

(=)单相异步电动机的系列和型号常用单相交流异步电动机有BO2、CO2、DO2 三个系列。

BO2 系列为单相电阻启动电机，6功率在60~37OW之间，仅适用于对启动转矩要求不高的场合. 如鼓风机等。

CO2 系列为单相电容启动电机，功率在l20~75OW之间，启动转矩较大. 适用于要求满载启动的工作机械. 如空气压缩机、冰箱等。

DO2系列为单相电容运转电机，功率范围为4～250W，其功率因数高.运转平稳，适用于风扇等启动转矩要求不高的工作机械，不宜作空载使用。

现以DO2 - 6314电机为例说明单相电机型号的含义。

D02 - 63 I 4磁极数日铁心长度代号(1——短，2——长)中心高(mm)第二次设计系列代号第二节电动机的构造和工作原理一、三相交流异步电动机的构造和工作原理(—)三相交流异步电动机的构造三相交流异步电动机由定子、转子两个基本部分和其他附件组成(图1 - 1)。

1. 定子定子是电动机的固定部分，由铁心、绕组(三相或单相)、机座等组成。

定子铁心是电动机磁路的一部分，起导磁作用。

它是用厚度为0.35mm或0.5mm，并在表面涂有绝缘漆的硅钢片叠制而成，压装在铸铁制的机座内。

冲片采用硅钢片以及片间绝缘处理，是为了减少铁心中的损耗，防止铁心过热. 定子铁心的内圆表面冲有嵌放绕组的线槽，供嵌放定子绕组用。

定子绕组由漆包线制成，按一定规律嵌放在定子铁心的线槽内。

对于三相交流异步电动机，定子绕组分成三相对称地嵌放在线槽内，每相绕组引出两个线头，分别叫做始端和末端，三相绕组的 6 个端头通过引出线引到机体外部的接线盒内。

定子绕组通电后，将在铁心中产生旋转磁场。

7图1-1 三相异步电动机的构造1. 罩壳2. 风扇叶轮：；. 后瑞盖4、77■钠承：；. 机座和定子机座一般由铸铁制成，用来固定和保护定子铁心和定子绕组，座表面还铸有散热片. 以利于散热。

6. 转子8. 前端盖并由两个端盖支承着转轴。

机2. 转子转子是电动机的旋转部分，其作用是在旋转磁场的作用下产生转矩，并带动作业机械的转轴转动。

它由转子铁心、转子绕组和转轴等组成(图1- 2)。

转子铁心也由圆形硅钢片叠压而戌，在它的外圆上有用于嵌放转子绕组的线槽。

转子铁心压装在转轴上. 转子绕组嵌放在转子线槽内。

笼型转子绕组是用浇铸铝液的办法一次铸成型的，在其铁心两端图1-2 笼型转子绕组a. 鼠笼b. 转子铁心硅钢片c. 铸铝转子1. 端杯2. 笼条槽口处形成有两个导电的圆环，分别把转子线槽内的铝条连接成一整体。

如果去掉铁心. 整个绕组的外形就像一个“笼子”。

在定子和转子之间有一个间隙，叫做气隙，其值为0. 25~l.5www。

定子铁心、转子铁心和气隙组成电动机的磁路。

(二)三相交流异步电动机的工作原理三相异步电动机的基本工作原理是：三相交流电通入三相定子绕组产生交变磁场. 其合成磁场方向按一定规律变化形成旋转磁场。

转子绕组在旋转磁场作用下产生感应电流，有电流通过的转子导体在磁场作用下产生电磁力，形成电磁转矩驱动转子，使转子转动。

1. 定子旋转磁场的产生为了便于说明，将分布在定子圆周上的三相绕组简化成三个单匝绕组，嵌放在六个线槽的定子铁心内(图 1 - 3)。

绕组钓始端A、B、C和末端X、Y、Z在空间位置上互差l200。

当定子绕组通人三相交流电后，在定子三相绕组中就会有对称的三相交流电流通过。

三相交流电随时间变化的波形图及磁场变化情况如图 1 -4所示。

假定流人绕组的电流为正值时，电流从绕组图1-3 六槽异步电动机a. 由三个单匝线圈组成的三组绕组b. 六楷定子绕组的始端流出、末端流人，并以电流流人的符号在绕组的端头标为③，流出的符号标为o.。

8中绘出了0。

、90。

、180。

、270和360。

时的电流方向和此时的电所产生的磁场。

在0。

的瞬间，A 相电流IA为零. 没有电流流过绕组A—X.B相电流18 为负值。

电流从Y端流人，从B踹流出。

C相电流Jc为正值，电流从C端流入，Z端流出，且IB 和IC 大小相等。

根据电流方向，用右手螺旋法则就可以确定电流I8 和Ic 产生的Y C图 1 -4 旋转磁场的产生合成磁场方向为从左到右，在90。

瞬间，电流IA 为最大值. 从A 端流向X端。

IB 和Jc 同为负值，其大小则刚好是最大值的一半，电流从Y流向B和从Z流向C。

这时形成的合成磁场方向是从上到下。

和0。

相比较，它沿着顺时针方向旋转了90。

在180。

瞬间. 电流IA 又达到零值。

绕组A—X元电流。

IB为正方向，从B流向Y；Ic 为负方向. 从Z 流向C。

合成磁场又沿顺时针方向转过90。

在270。

的瞬间，IA 达到负的最大值，电流从X 到A流过绕组。

IB和Ic 二者为正值. 且等于最大值之半，电流分别从B流向Y和从C流向Z. 合成磁场再次沿顺时针方向转过90。

在360。

的瞬间，情况与0。

时相同。

由以上分析可知，三相交流电所产生的合成磁场，在空间的方向是随三相电流相位的变化而变化的。

当电流完成一个周期的变化时，它所产生的合成磁场在空间的方向也随时间的变化而转了一圈。

因此，三相交流电随时间周而复始的变化，则由它产生的合成磁场也就在空间不停地旋转起来，形成了三相异步电动机的定子旋转磁场。

2. 转子转动的原理由于转子处于定子之中，二者之间只有很小的间隙。

定子产生的旋转磁场切割转子导体，在转子导体中产生感应电势，感应电势的方向由右手定则确定(图 1 - 5)。

如图转子上半部导体内的感应电势方向由内向外，而下半部导体内的感应电势则由外向内。

由于转子导体被瑞环接通，所以在感应电势作用下. 导体内就有感应电流流过。

有感应电流流过的转子导体在定子磁场的作用下，产生电磁力F，力的方向由左手定则确定。

此时，在转子上形成一电磁转矩M，使转子旋转。

如果转子图1-5 转子转动原理钓旋转速度同定子钓旋转磁场的速度一样，二者就处于相对静止状态，转子绕组就不切割磁力线，转子的感应电势和电流都为零. 转矩亦不复存在。

由于摩擦阻力及作业机械的阻力作用，转子转速立即减小，于是转子绕组又切割磁力线，转子导体中又产生感应电势和感应电流，从而又产生转矩。

转子的旋转方向与旋转磁场的旋转方向是一致的，但它的旋转速度应低于旋转磁场速庋，这样才能在转子导体内不断产生感应电流和电磁转矩，使转子连续转动。

由于电动机的转子转速与旋转磁场转速不同，敌称为异步电动机。

又因为这种电动机工作时，电源是接在定子绕组9十、】畜牧业杌摞化，'上. 转子绕组中肋电流是由电磁感应产生的，故又称为感应电动机。

若要政变电机的旄转方向. 只需改变旋转磁【÷2I竺;g轰gi 绕组It{i撞线任意两相互换，例如，A相电源接人;i顺转开关调换任意两个电源线接头即可oF转箦7转磁场的转速决定的，而旋转磁场的转速与电动机bg磁披对数有关。

按图 1 -3中三个定子绕组的布置，定子中产生一对磁极，即两极(一个N披和一个S极)。

在交流电的一个周期内，两极电动机的旋转磁场转过360。

. 即正好转了一周。

我国采用的电源频率为50Hz•jlp Is旋转50周. 政旋转磁场的周期为1/50s•于是两极磁场电动机It{i磁场转速为 3 OOOr/min。

招6 个绕组A, 一X, 、B, 一y，、C1一2,、A2一X2、B2一Y2 和ci一Z2 均匀布置在定子内圆上. 每个绕组在空间上相厢60。

角。

每两个绕组串联，I;PAJ一XI 和A2一X2、B1一Y1 和B2—Y2、C,—Z, 和ci—Z2 分别串联后，形成三相绕!组，始端为A, 、B, 、C, •末端为X2、和Z.2•5)g困1 - 6所示。

经这样图1-6 产生四极旋转磁场的定子绕组布置后，可产生四极磁场. 即2对磁极。

在图1-7中. 选择0。

、90。

、180。

、270。

和360。

时的电流瞬时值，如同图1-4一样，把各瞬趵,b电流方向和所产生的磁场绘人. 可以看到在定子上就产生了2对磁场，即4个磁极。

显然，在交流电源一个周期内，任一对磁场只转了半周，就是说，四极电动机中磁场转一周需要交流电周期I}{}坩间。

所以四极电动机的磁场转速只是两极电动机的一半，即 1 500r/min。

假如每相绕组是由3个绕组串联组成，则三相绕组中有9个绕组，它们均布在定子内圆的10线榴呐，空间位置相隔40。

当三相电流通人后. 用上述方法分析. 定子中会产生六极旋转磁场. I;p 3对磁极。

磁场旋转一周需两极电动机的3倍时间，其转速为1 00Or/min。

只要适当的布置定子绕组，就可以得到具有不同磁极对数的旋转磁场。

当旋转磁场具有p对磁极s;I电流每变化一周，旋转磁场就只旋转1/p圈。

所以，具有p对磁极的旋转磁场的转速为：ni--'6po ' (1-1)：式中：71I——旋转磁场转速(r/min)；-电流频率(Hz)。

从式(1 - 1)可知，当电源频率固定不变时，旋转磁场的转速与磁极对数成反比. 即旋转磁披对数趑多，旋转磁场的转速越低。

一、单相异步电动机的构造和工作原理图1-8 单相电容式异步电动机1. 定子2. 转子3. 踹盖4. 机座5. 电容器图1-9 脉动磁场a. 0<1<;;时b. ;;<t<T时B=BM sin<,'t这个脉动磁场可以分解成两个旋转磁场(图 1 - 11)，它们旋转速度相等，但旋转方向相反，[1112「上t章动力设备动绕组。