单相异步电动机
2、单相异步电动机的工作原理
在单相异步电动机的定子绕组通入单相交流电，电动机内产生一个大 小及方向随时间沿定子绕组轴线方向变化的磁场，称为脉动磁场。
脉动磁场可以分解为两个大小一样、转速相等、方向相反的旋转磁
场B1、B2。由于在任何时刻这两个电磁转矩都大小相等、方向相反，所以
电动机的转子是不会转动的，也就是说单相异步电动机的起动转矩为零 。
当电枢旋转到图3所示位置时原N极性 下导体ab转到S极下，受力方向从左向右， 原S 极下导体cd转到N极下，受力方向从右 向左。该电磁力形成逆时针方向的电磁转 矩。线圈在该电磁力形成的电磁转矩作用 下继续逆时针方向旋转。 同直流发电机相
同，实际的直流电动机的电枢并非单一线 圈，磁极也并非一对。
图2 直流电动机工作原理图 图3 直流电动机工作原理图
常见电动机的结构及工作原理
单相异步电动机
1、单相异步电动机的基本结构
单相异步电动机的类型很多，其结构各有特点，但就其共性而言，电 动机结构都由定子和转子两部分组成。定子部分由机座、定子铁芯、定子 绕组、端盖等组成。转子部分主要由转子铁芯、转子绕组等组成。
图4 单相异步电动机的基本结构
常见电动机的结构及工作原理
步进电机的转速为：
n 60 f mZ rC
式2
直 流
端盖
电
电枢铁心
动 机
转子
电枢绕组 换向器
转轴
轴承
图1 直流电动机的基本结构
常见电动机的结构及工作原理
直流电动机
2、直流电动机工作原理
把电刷A、B接到直流电源上，电刷A 接正极，电刷B接负极。此时电枢线圈中将 电流流过。如图2。在磁场作用下，N极性 下导体ab受力方向从右向左，S 极下导体cd 受力方向从左向右。该电磁力形成逆时针 方向的电磁转矩。当电磁转矩大于阻转矩 时，电机转子逆时针方向旋转。
三相异步电动机的缺点：
功率因数滞后，轻载功率因数低，调速性能稍差。
应用：
广泛应用与生产工业中，作为电力拖动的重要设备。
常见电动机的结构及工作原理
步进电动机
1、步进电动机的结构
步进电动机用电脉冲信号进行控制，以实现对生产过程或设备的数 字控制。
根据作用原理和结构不同，分为两大类型： （1）电磁型步进电机，仅靠电磁作用不能使电机的转子作步进运行， 必须加上相应的机械部件，才能产生步进的效果。 （2）定子和转子之间仅靠电磁作用就可以产生步进作用的电机。
电机的选型资料
电动机的分类
按结构和工作原理分类
直流电动机
电动机
异步电动机
同步电动机
感应电动机
交流换向器电动机 永磁同步电动机 磁阻同步电动机 磁滞同步电动机
单相异步电动机 三相异步电动机 罩极异步电动机
常见电动机的结构及工作原理
直流电动机
1、直流电动机的基本结构
主磁极
换向磁极 定子 电刷装置
机座
B
45° 90° 135° 180° 235° 270° 315° 360°
O
B
B
B1 B2
B
ωt
B1
B2
B2
B1B2 B1
B1 B2
B1 B2
B2
B1
B1
B2
B
B2 B1 B
B
图5 单相异步电动机的脉动磁场
常见电动机的结构及工作原理
单相异步电动机
一旦让单相异步电动机转动起 T 来，由于顺时针旋转磁场B1和逆时针 旋转磁场B2产生的合成电磁转矩不再 为零，在这个合成转矩的作用下， 即使不需要其它的外在因素，单相 0 异步电动机仍将沿着原来的运动方 向继续运转。单相异步电动机启动 2
常见电动机的结构及工作原理
直流电动机
与异步电机相比，直流电机的结构复杂，使用和维护不如异步机方便， 而且要使用直流电源。
直流电机的优点：
（1）调速性能好:调速范围广，易于平滑调节。 （2）起动、制动转矩大，易于快速起动、停车。 （3）易于控制。
应用：
（1）轧钢机、电气机车、无轨电车、中大型龙门刨床等调速范围大的 大型设备。 （2）用蓄电池做电源的地方，如应急发电机启动马达等。 （3）家庭：电动缝纫机、电动自行车、电动玩具
的主要方法有：分相法和罩极法。 由于单相异步电动机总有一个
反向的制动转矩存在，所以其效率
和负载能力都不及三相异步电动机。
T''
T
1
T'"
2
s' 0 s"
图6 单相异步电动机的机械特性
常见电动机的结构及工作原理
单相异步电动机
单相异步电动机的优点：
结构简单，成本低廉，噪音小。பைடு நூலகம்
单相异步电动机的缺点：
与同容量三相感应电动机相比较，体积较大，功率因数及过载能力都较低。 故单相感应电动机只能作成小容量。
三相异步电动机
2、三相异步电动机工作原理
定子绕组通入三相交流电流
旋转磁场
转子绕组产生感应电势
切割转子绕组
转子中产生感应电流 运转
转子电流与 磁场作用
产生电磁转矩
常见电动机的结构及工作原理
三相异步电动机
与单相异步电动机相比，三相异步电动机运行性能好，并可节省各种 材料。
三相异步电动机的优点：
结构简单、运行可靠、重量轻、价格便宜。
应用：
广泛应用于家用电器（电风扇、电冰箱、洗衣机等）、空调设备、电动工具、 医疗器械及轻工设备中。
常见电动机的结构及工作原理
三相异步电动机
1、三相异步电动机的基本结构
三相异步电动机
鼠笼式 绕线式
定子 转子
定子铁芯 定子绕组 机座 转子铁芯 转子绕组 转轴
图7 三相异步电动机的基本结构
常见电动机的结构及工作原理
在第2类步进电机中，根据转子结构形式，分为永磁式转子电机和 反应式转子电机。
常见电动机的结构及工作原理
步进电动机
2、反应式步进电机的工作原理
为一台三相反应式步进电机，它由定子和转子两大部分组成。在定 子上有三对磁极，磁极上装有励磁绕组。转子由软磁材料制成，在转子 上均匀分布四个凸极，极上步装绕组，转子的凸极也称为转子的齿。 步进电机的控制方式分三种： （1）三相单三拍工作方式，A-B-C-A; （2）三相单、双六拍工作方式，A-AB-B-BC-CA-A; （3）三相双三拍工作方式，AB-BC-CA-AB;
图8 反应式步进电动机的工作原理图
常见电动机的结构及工作原理
步进电动机
步距角：步进电机每改变一次通电状态（一拍）转子所转 过的角 度称为步距角。
步距角的计算公式：
se
360 mZ rC
式1
式中：m为步进电机的相数；C为通电状态系数，单拍或双拍工作时C=1，
单双拍混合方式工作时C=2；Zr为步进电机转子的齿数。