面试中常见的电动机知识大全.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流面试中常见的电动机知识大全.精品文档.电动机的基本知识电动机的工作原理：电机的形式很多，但其工作原理都基于电磁感应定律和电磁力定律。因此，其构造的一般原则是：用适当的导磁和导电材料构成互相进行电磁感应的磁路和电路，以产生电磁功率，达到能量转换的目的。三相异步电机是感应电机，定子通入电流以后，部分磁通穿过短路环，并在其中产生感应电流。短路环中的电流阻碍磁通的变化，致使有短路环部分和没有短路环部分产生的磁通有了相位差，从而形成旋转磁场。通电启动后，转子绕组因与磁场间存在着相对运动而感生电动势和电流，即旋转磁场与转子存在相对转速，并与磁场相互作用产

2、生电磁转矩，使转子转起来，实现能量变换。电动机的分类：1.按工作电源分类 根据电动机工作电源的不同，可分为直流电动机和交流电动机。其中交流电动机还分为单相电动机和三相电动机。 2按结构及工作原理分类根据电动机按结构及工作原理的不同，可分为直流电动机，异步电动机和同步电动机。 3.同步电动机还可分为永磁同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同步电动机。 4.异步电动机可分为感应电动机和交流换向器电动机。感应电动机又分为三相异步电动机、单相异步电动机和罩极异步电动机等。交流换向器电动机又分为单相串励电动机、交直流两用电动机和推斥电动机。4.直流电动机按结构及工作原理可分为无刷直流电动机和有刷直流电动机。

3、有刷直流电动机可分为永磁直流电动机和电磁直流电动机。电磁直流电动机又分为串励直流电动机、并励直流电动机、他励直流电动机和复励直流电动机。永磁直流电动机又分为稀土永磁直流电动机、铁氧体永磁直流电动机和铝镍钴永磁直流电动机。 5按起动与运行方式分类根据电动机按起动与运行方式不同，可分为电容起动式单相异步电动机、电容运转式单相异步电动机、电容起动运转式单相异步电动机和分相式单相异步电动机。 6按用途分类可分为驱动用电动机和控制用电动机。 驱动用电动机又分为电动工具（包括钻孔、抛光、磨光、开槽、切割、扩孔等工具）用电动机、家电（包括洗衣机、电风扇、电冰箱、空调器、录音机、录像机、影碟机、吸尘器、照相机

4、、电吹风、电动剃须刀等）用电动机及其它通用小型机械设备（包括各种小型机床、小型机械、医疗器械、电子仪器等）用电动机。 控制用电动机又分为步进电动机和伺服电动机等。 7按转子的结构分类根据电动机按转子的结构不同，可分为鼠笼型感应电动机（旧标准称为鼠笼型异步电动机）和绕线转子感应电动机（旧标准称为绕线型异步电动机）。 8按运转速度分类根据电动机按运转速度不同，可分为高速电动机、低速电动机、恒速电动机、调速电动机。 低速电动机又分为齿轮减速电动机、电磁减速电动机、力矩电动机和爪极同步电动机等。 调速电动机除可分为有级恒速电动机、无级恒速电动机、有级变速电动机和无级变速电动机外，还可分为电磁调速电动机

5、、直流调速电动机、PWM变频调速电动机和开关磁阻调速电动机。 异步电动机的转子转速总是略低于旋转磁场的同步转速。 同步电动机的转子转速与负载大小无关而始终保持为同步转速。二电动机的启动方式： 1全压直接启动2自耦减压起动3Y- 起动4软起动器5变频器。其中软启动器和变频器启动为潮流。启动方式的比较：全压直接起动：在电网容量和负载两方面都允许全压直接起动的情况下，可以考虑采用全压直接起动。优点是操纵控制方便，维护简单，而且比较经济。主要用于小功率电动机的起动，从节约电能的角度考虑，大于11kw 的电动机不宜用此方法。自耦减压起动：利用自耦变压器的多抽头减压，既能适应不同负载起动的需要，又能得到更

6、大的起动转矩，是一种经常被用来起动较大容量电动机的减压起动方式。它的最大优点是起动转矩较大，当其绕组抽头在80%处时，起动转矩可达直接起动时的64%。并且可以通过抽头调节起动转矩。至今仍被广泛应用。Y- 起动：对于正常运行的定子绕组为三角形接法的鼠笼式异步电动机来说，如果在起动时将定子绕组接成星形，待起动完毕后再接成三角形，就可以降低起动电流，减轻它对电网的冲击。这样的起动方式称为星三角减压起动，或简称为星三角起动（Y- 起动）。采用星三角起动时，起动电流只是原来按三角形接法直接起动时的1/3。如果直接起动时的起动电流以67Ie 计，则在星三角起动时，起动电流才22.3 倍。这就是说采用星三角

7、起动时，起动转矩也降为原来按三角形接法直接起动时的1/3。适用于无载或者轻载起动的场合。并且同任何别的减压起动器相比较，其结构最简单，价格也最便宜。除此之外，星三角起动方式还有一个优点，即当负载较轻时，可以让电动机在星形接法下运行。此时，额定转矩与负载可以匹配，这样能使电动机的效率有所提高，并因之节约了电力消耗。软起动器：这是利用了可控硅的移相调压原理来实现电动机的调压起动，主要用于电动机的起动控制，起动效果好但成本较高。因使用了可控硅元件，可控硅工作时谐波干扰较大，对电网有一定的影响。另外电网的波动也会影响可控硅元件的导通，特别是同一电网中有多台可控硅设备时。因此可控硅元件的故障率较高，因为

8、涉及到电力电子技术，因此对维护技术人员的要求也较高。运用串接于电源与被控电机之间的软起动器，控制其内部晶闸管的导通角，使电机输入电压从零以预设函数关系逐渐上升，直至起动结束，赋予电机全电压，即为软起动，在软起动过程中，电机起动转矩逐渐增加，转速也逐渐增加。软起动一般有下面几种起动方式：（1） 斜坡升压软起动：这种起动方式最简单，不具备电流闭环控制，仅调整晶闸管导通角，使之与时间成一定函数关系增加。其缺点是，由于不限流，在电机起动过程中，有时要产生较大的冲击电流使晶闸管损坏，对电网影响较大，实际很少应用。（2） 斜坡恒流软起动：这种起动方式是在电动机起动的初始阶段起动电流逐渐增加，当电流达到预先

9、所设定的值后保持恒定(t1至t2阶段)，直至起动完毕。起动过程中，电流上升变化的速率是可以根据电动机负载调整设定。电流上升速率大，则起动转矩大，起动时间短。该起动方式是应用最多的起动方式，尤其适用于风机、泵类负载的起动。3阶跃起动：（3） 开机，即以最短时间，使起动电流迅速达到设定值，即为阶跃起动。通过调节起动电流设定值，可以达到快速起动效果。脉冲冲击起动：在起动开始阶段，让晶闸管在级短时间内，以较大电流导通一段时间后回落，再按原设定值线性上升，连入恒流起动。该起动方法，在一般负载中较少应用，适用于重载并需克服较大静摩擦的起动场合。软起动与传统减压起动方式的不同，笼型电机传统的减压起动方式有Y

10、-q起动、自耦减压起动、电抗器起动等。这些起动方式都属于有级减压起动，存在明显缺点，即起动过程中出现二次冲击电流。5电压双斜坡起动：在起动过程中，电机的输出力矩随电压增加，在起动时提供一个初始的起动电压Us，Us根据负载可调，将Us调到大于负载静磨擦力矩，使负载能立即开始转动。这时输出电压从Us开始按一定的斜率上升(斜率可调)，电机不断加速。当输出电压达到达速电压Ur时，电机也基本达到额定转速。软起动器在起动过程中自动检测达速电压，当电机达到额定转速时，使输出电压达到额定电压。6限流起动：就是电机的起动过程中限制其起动电流不超过某一设定值(Im)的软起动方式。其输出电压从零开始迅速增长，直到输

11、出电流达到预先设定的电流限值Im，然后保持输出电流I这种起动方式的优点是起动电流小，且可按需要调整。对电网影响小，其缺点是在起动时难以知道起动压降，不能充分利用压降空间。（7）突跳起动：在起动开始阶段，让晶闸管在极短的时间内全导通后回落，再按原设定的值线性上升，进入恒流起动，该起动方法适用于重载并需克服较大静摩擦的起动场合。变频器：变频器是现代电动机控制领域技术含量最高，控制功能最全、控制效果最好的电机控制装置，它通过改变电网的频率来调节电动机的转速和转矩。因为涉及到电力电子技术，微机技术，因此成本高，对维护技术人员的要求也高，因此主要用在需要调速并且对速度控制要求高的领域。在以上几种起动控制

12、方式中，星三角起动，自藕减压起动因其成本低，维护相对软起动和变频控制容易，目前在实际运用中还占有很大的比重。但因其采用分立电气元件组装，控制线路接点较多，在其运行中，故障率相对还是比较高。从事过电气维护的技术人员都知道，很多故障都是电气元件的触点和连线接点接触不良引起的，在工况环境恶劣(如粉尘，潮湿)的地方，这类故障更多，但检查起来确颇费时间。另外有时根据生产需要，要更改电机的运行方式，如原来电机是连续运行的，需要改成定时运行，这时就需要增加元件，更改线路才能实现。有时因为负载或电机变动，要更改电动机的起动方式，如原来是自藕起动，要改为星三角起动，也要更改控制线路才能实现。方式调压调速，变极调

13、速，变频调速，电磁调速调压调速改变电动机定子电压来实现调速的方法称调压调速。调压调速，对于单相电动机，可在0220V之间的某值；对于三相电动机，可在0380V之间的某值。调压用变压器，如果变压器的调压是有级的，电动机的调速也是有级的，如果变压器的调压是无级的，那么电动机调速也是无级的。变极调速改变电动机定子绕组的接线方式来改变电动机的磁极对数，从而可以有级地改变同步转速，实现电动机转速有级调速。这种调速电动机目前有定型系列产品可供选用，比如单绕组多速电动机变频调速改变异步电动机定子端输人电源的频率，且使之连续可调来改变它的同步转速，实现电动机调速的方法称为变频调速。最节能高效的就是变频电机，只

14、是需要在电源部分安装变频器成本太高。电磁调速通过电磁转差离合器来实现调速的方法称电磁调速。电磁调速异步电动机（俗称滑差电动机）是一种简单可靠的交流无级调速设备。电动机采用组合式结构，由拖动电动机、电磁转差离合器和测速发电机等组成，测速发电机是作为转速反馈信号源供控这用。这类电动机的无级调速是通过电磁转差离合器来实现的。3特点调压调速优点：可以将调速过程中产生的转差能量加以回馈利用。效率高；装置容量与调速范围成正比，适用于70%95%的调速。缺点：功率因素较低，有谐波干扰，正常运行时无制动转矩，适用于单象限运行的负载。变极数调优点：无附加差基损耗，效率高；控制电路简单，易维修，价格低；与定子调压

15、或电磁转差离合器配合可得到效率较高的平滑调速。缺点：有级调速，不能实现无级平滑的调速。且由于受到电机结构和制造工艺的限制，通常只能实现23种极对数的有级调速，调速范围相当有限。变频调速优点：无附加转差损耗，效率高，调速范围宽；对于低负载运行时间较多，或起停运行较频繁的场合，可以达到节电和保护电机的目的。缺点：技术较复杂，价格较高。电磁调速优点：结构简单，控制装置容量小，价值便宜。运行可靠，维修容易。无谐波干扰。缺点：速度损失大，因为电磁转差离合器本身转差较大，所以输出轴的最高转速仅为电机同步转运的80%90%；调速过程中转差功率全部转化成热能形式的损耗，效率低。电动机的调速方式；电气调速，机械

16、调速电气调速交流电动机的调速方式：改变同步转速调速和不改变同步转速调速两大类。变极调速，变频调速改变同步转速调速主要有变频调速和改变磁极对数调速两种。调压调速，电磁调速不改变同步转速调速又称为改变转差率调速，主要是：改变电源电压调速和采用转差离合器调速等。对于绕线式异步电动机，可以采用转子回路串联电阻的调速（较耗能）和串极调速等。 直流电动机的调速可反为：调压调速，电磁调速电枢绕组降压调速、电枢回路串联电阻调速和弱磁调速（减少励磁电流的调速）等三种。 同步电动机的调速则主要采用变频调速。 三相异步电动机的七种调速方法关于三相异步电动机的知识，但是怎么调速大家都知道么，今天小编就为大家介绍它的七

17、种调速方法。一、变极对数调速方法：这种调速方法是用改变定子绕组的接红方式来改变笼型电动机定子极对数达到调速目的。本方法适用于不需要无级调速的生产机械，如金属切削机床、升降机、起重设备、风机、水泵等。二、变频调速方法：变频调速是改变电动机定子电源的频率，从而改变其同步转速的调速方法。变频调速系统主要设备是提供变频电源的变频器，变频器可分成交流-直流-交流变频器和交流-交流变频器两大类，目前国内大都使用交-直-交变频器。本方法适用于要求精度高、调速性能较好场合。三、串级调速方法 ：串级调速是指绕线式电动机转子回路中串入可调节的附加电势来改变电动机的转差，达到调速的目的。大部分转差功率被串入的附加电

18、势所吸收，再利用产生附加的装置，把吸收的转差功率返回电网或转换能量加以利用。根据转差功率吸收利用方式，串级调速可分为电机串级调速、机械串级调速及晶闸管串级调速形式，多采用晶闸管串级调速。本方法适合于风机、水泵及轧钢机、矿井提升机、挤压机上使用。四、绕线式电动机转子串电阻调速方法：绕线式异步电动机转子串入附加电阻，使电动机的转差率加大，电动机在较低的转速下运行。串入的电阻越大，电动机的转速越低。此方法设备简单，控制方便，但转差功率以发热的形式消耗在电阻上。属有级调速，机械特性较软。五、定子调压调速方法 ：改变电动机的定子电压时，可以得到一组不同的机械特性曲线，从而获得不同转速。由于电动机的转矩与

19、电压平方成正比，因此最大转矩下降很多，其调速范围较小，使一般笼型电动机难以应用。为了扩大调速范围，调压调速应采用转子电阻值大的笼型电动机，如专供调压调速用的力矩电动机，或者在绕线式电动机上串联频敏电阻。为了扩大稳定运行范围，当调速在2：1以上的场合应采用反馈控制以达到自动调节转速目的。调压调速的主要装置是一个能提供电压变化的电源，目前常用的调压方式有串联饱和电抗器、自耦变压器以及晶闸管调压等几种。晶闸管调压方式为最佳。调压调速一般适用于100KW以下的生产机械。六、电磁调速电动机调速方法：电磁调速电动机由笼型电动机、电磁转差离合器和直流励磁电源(控制器)三部分组成。直流励磁电源功率较小，通常由

20、单相半波或全波晶闸管整流器组成，改变晶闸管的导通角，可以改变励磁电流的大小。电磁转差离合器由电枢、磁极和励磁绕组三部分组成。电枢和后者没有机械联系，都能自由转动。电枢与电动机转子同轴联接称主动部分，由电动机带动;磁极用联轴节与负载轴对接称从动部分。当电枢与磁极均为静止时，如励磁绕组通以直流，则沿气隙圆周表面将形成若干对N、S极性交替的磁极，其磁通经过电枢。当电枢随拖动电动机旋转时，由于电枢与磁极间相对运动，因而使电枢感应产生涡流，此涡流与磁通相互作用产生转矩，带动有磁极的转子按同一方向旋转，但其转速恒低于电枢的转速N1，这是一种转差调速方式，变动转差离合器的直流励磁电流，便可改变离合器的输出转

21、矩和转速。本方法适用于中、小功率，要求平滑动、短时低速运行的生产机械。制线路简单、运行可靠、维修方便;2、调速平滑、无级调速;3、对电网无谐影响;4、速度失大、效率低。七、液力耦合器调速方法 ：液力耦合器是一种液力传动装置，一般由泵轮和涡轮组成，它们统称工作轮，放在密封壳体中。壳中充入一定量的工作液体，当泵轮在原动机带动下旋转时，处于其中的液体受叶片推动而旋转，在离心力作用下沿着泵轮外环进入涡轮时，就在同一转向上给涡轮叶片以推力，使其带动生产机械运转。液力耦合器的动力转输能力与壳内相对充液量的大小是一致的。在工作过程中，改变充液率就可以改变耦合器的涡轮转速，作到无级调速。本方法适用于风机、水泵

22、的调速。Y转换启动的作用 三相异步电动机的Y转换起动方式是大容量电动机起动常用的降压起 动措施，但它只能应用于形连接的三相异步电动机。在起动过程中，利用 绕组的Y形连接即可降低电动机的绕组电压及减少绕组电流，达到降低起动电流和减少电机起动过程对电网电压的影响。待电动机起动过程结束后再使绕组恢复电动机的接线方式有“星型”与“三角形” 三相电动机生产出来是星形接法的就得是接成星形，因为这时的绕组只能承受220伏的电压，如果接成角形绕组就承受了380伏特的电压就会烧。三相电动机生产出来是角形接法的就得是接成角形，如果接了星形，电机就会转慢无力。1、同样一台电机，可以安装绕成y型绕组，也可以安装绕成型

23、绕组；4 D3 a; z! d O8 H* O% w2、同样一台电机，安装绕成型绕组时，导线截面小，串联匝数多，工作相电压高，相电流低；* h+ / i8 X Q4 B( g3、同样一台电机，安装绕成y型绕组时，导线截面大，串联匝数小，工作相电压低，相电流高；4、型绕组要求三相对称性要好，电源对称性也要高，这样就不会出现环流，否则会发热，增大损耗；5、y型绕组在三相对称性不好、电源对称性不高时，不会出现环流，但会出现零点飘移，三相工作严重不对称；6、在使用上，型绕组可以用y-启动方式启动，而y型绕组不能用y-启动方式启动；7、由于电阻热损耗 一般7.5kw以上电机都是三角形接法，如果直接启动电

24、流会很大，所以一般采用降压启动。 3 f+ W4 v e) E8 a 一般7.5kw以上电机都是三角形接法，如果直接启动电流会很大，所以一般采用降压启动。5 u y& i0 t! S8 三角形是为了降压，三角形接法可以去除三次谐波。电动机的制动方式电机制动是电机控制中经常遇到的问题，一般电机制动会出现在两种不同的场合，一是为了达到迅速停车的目的，以各种方法使电机旋转磁场的旋转方向和转子旋转方向相反，从而产生一个电磁制动转矩，使电机迅速停车转动；另一是在某些场合，当转子转速超过旋转磁场转速时，电机也处于制动状态。电机制动方式一般分为：反接制动，能耗制动(直流制动)及再生制动三种方式，下面就这几种

25、制动方式的原理及注意事项做一简单介绍。一、反接制动： 在电机断开电源后，为了使电机迅速停车，使用控制方法再在电机的电源上加上与正常运行电源反相的电源，此时，电机转子的旋转方向与电机旋转磁场的旋转方向相反，此时电机产生的电磁力矩为制动力矩，加快电机的减速。如下图示，利用开关Q将电枢两端的电压从电网断开，并立即将它接到一个制动电阻RL上，这时，电机内的主磁场保持不变，电枢因由惯性继续转动此时的点此力矩为制动转矩，故使电机转速下降，直到停转。 反接制动有一个最大的缺点，就是：当电机转速为0时，如果不及时撤除反相后的电源，电机会反转。解决此问题的方法有以下两种：1、在电机反相电源的控制回路中，加入一个

26、时间继电器，当反相制动一段时间后，断开反相后的电源，从而避免电机反转。但由于此种方法制动时间难于估算，因而制动效果并不精确。2、在电机反相电源的控制回路中加入一个速度继电器，当传感器检测到电机速度为0时，及时切掉电机的反相电源。由于此种方法速度继电器实时监测电机转速，因而制动效果较上一种方法要好的多。正是由于反接制动有此特点，因此，不允许反转的机械，如一些车床等，制动方法就不能采用反接制动了，而只能采用能耗制动或机械制动。二、能耗制动： 在定子绕组中通以直流电，从而产生一个固定不变的磁场。此时，转子按旋转方向切割磁力线，从而产生一个制动力矩。由于此制动方法并不是象再生制动那样，把制动时产生的能

27、量回馈给电网，而是单靠电机把动能消耗掉，因此叫能耗制动。又由于是在定子绕组中通以直流电来制动，因而能耗制动又叫直流注入制动。如下图示，利用倒向开关开关Q把点数电压反接到电网，此时的电枢电流将变成复制，且电流大小相当，随之产生很大的制动性质的电机转矩，是电机停转。 能耗制动是单纯依靠电机来消耗动能来达到停车的目的，因而制动效果和精度并不理想。在一些要求制动时间短和制动效果好的场合，一般不使用此制动方法。如起重机械，其运行特点是电机转速低，频繁地起动、停止和正反转，而且拖着所吊重物运行。为了实现准确而又灵活的控制，电机经常处于制动状态，并且要求制动力矩大。而能耗制动则达不到上述要求。故起重机械一般

28、采用反接制动，且要求有机械制动，以防在运行过程中或失电时，重物滑落。三、再生制动： 再生制动和上述两种制动方法均不同。再生制动只是电机在特殊情况下的一种工作状态，而上述两者是为达到迅速停车的目的，人为在电机上施加的一种方法。再生制动的原理：当电机的转子速度超过电机同步磁场的旋转速度时，转子绕组所产生的电磁转矩的旋转方向和转子的旋转方向相反，此时，电机处于制动状态。之所以把此时的状态叫再生制动，是因为此时电机处于发电状态，即电机的动能转化成了电能。此时，可以采取一定的措施把产生的电能回馈给电网。达到节能的目的。因此，再生制动也叫发电制动。再生制动会出现在以下两种场合：1、起重机重物下降时，电机转

29、子在重物重力的手动下，转子的转速有可能超过同步转速，此时，电机处于再生制动状态。这时，电机的制动转矩是阻止重物的下落，直至制动转矩和重力形成的转矩相等时，重物才会停止下落。2、当变频调速时，当变频器把频率降低时，同步转速也随之降低。但转子转速由于负载惯性的作用，不会马上降低，此时，电机也会处于再生制动状态，直至拖动系统的速度也下降为止。电动机的工作原理：电动机利用电与磁可以相互转换的道理将电转换为磁（定子绕组就是起到这个作用，）然后由定子绕组产生旋转磁场，产生的旋转磁场切割转子导条，由于转子导条处于短路状态，所以就会产生很大的电流，然后电流又产生磁场，这样在定子磁场和转子磁场的相互作用下就转动起来了！简单的就是这么多，如果不理解还可以去我空间留言询问！