電機學1.1概述

一、電機的定義廣義：實施電能生產、傳輸、使用和電能特性變換的機械和裝置。狹義：電機是基于電磁感應定律、電磁力定律（能進行電磁感應），由電路和磁路所構成，能進行機電能量轉換或信號變換的電磁機械裝置。二、電機的主要類型

發電機——將機械功率轉換為電能電動機——將電能轉換為機械功率變壓（流、頻、相位）器——將電能轉換為另一種形式的電能控制電機——電氣機械系統中調節、放大和控制作用據能量轉換分據學科分電機靜止的電氣設備——變壓器旋轉電機交流電機直流電機直流發電機直流電動機同步電機異步電機同步發電機同步電動機異步電動機異步發電機實物圖使用中的變壓器水輪發電機電動機汽輪發電機組三、電機中所用材料電電路導電材料及絕緣材料

導電材料：紫銅、鋁線絕緣材料：聚脂漆、云母片按耐熱能力高低分六個等級A—105oE—120o

B—130oF—155oH—180oC180o2、磁磁路導磁材料硅鋼片、鑄鋼等導磁材料：鐵磁材料3、力結構材料鑄鋼、鑄鐵、鋼板等四、電機作用和地位電能生產——由同步發電機生產；高壓輸電——由升壓變壓器將發電機發出的電壓升高到輸電電壓再輸送；降壓用電——由降壓變壓器將輸來的高壓電降為所需低電壓，供給用電設備；生產機械的拖動——由各種電動機實現；控制系統中的信號轉換——由各種控制電機完成。我國老牌電機廠：哈爾濱電機廠上海電機廠四川：德陽東方電機廠請觀察電力系統示意圖，找到系統中使用的電機？2．電機的近代發展及趨勢單機容量不斷增加如汽輪發電機：中小型電機技術與經濟指標不斷改進新的設計方法（CAD）、工藝、材料、測試手段應用范圍擴大19005MVA1956水內冷208MVA192025MVA1960320MVA1937空氣冷卻100MVA目前>1000MVA氫氣冷卻150MVA2.1交流異步電機

作電動機運行的異步電機。因其轉子繞組電流是感應產生的，又稱感應電動機。異步電動機是各類電動機中應用最廣、需要量最大的一種。各國的以電為動力的機械中，約有90％左右為異步電動機，其中小型異步電動機約占70％以上。在電力系統的總負荷中，異步電動機的用電量占相當大的比重。

三相異步電動機由定子（不動部件）、轉子（旋轉部件）及氣隙組成。2.2基本結構1.三相異步電動機的定子三相異步電動機的定子由機座、端蓋、定子鐵心和定子繞組幾個主要部分組成。機座、端蓋組成電機的外殼。機座主要用來固定和支撐定子鐵心；中、小型電機的端蓋可支撐轉子，保護定子繞組和轉子繞組端部。鐵心和機座定子鐵心和定子槽形狀轉子槽形如圖6—3所示。定子槽形如圖6—4所示。定子鐵心和繞組2.三相異步電動機的轉子異步電動機的轉子由轉子鐵心、轉子繞組和轉軸三個主要部分構成。轉子槽形如圖6—6所示。根據轉子繞組的不同，三相異步電動機的轉子分為鼠籠式和繞線式轉子兩大類。（1）籠型轉子籠型繞組是自閉的。（2）繞線轉子繞線式異步電動機轉子繞組也是三相繞組。轉子結構轉子照片3.氣隙異步電動機的定、轉子之間存在有氣隙。中、小型電機的氣隙通常為0.2～1.5mm。

異步電動機按保護形式的不同分為四種結構形式:開啟式；防護式；封閉式；防爆式。異步電動機按冷卻方式的不同分為兩類結構形式:外部冷卻(介質只與鐵心、繞組、機殼的外表面接觸);內部冷卻(介質在空心導線內部通過,直接帶走熱量)。2.3異步電動機的結構形式

2.4電機的安裝方式電機的安裝方式分為臥式和立式。臥式電機安裝后轉軸為水平方向,立式電機的轉軸為垂直方向。一般情況下用臥式的居多。異步交流電動機的特點異步交流電動機具有結構簡單、維修方便、運行可靠的特點，與同容量的其他電動機比重量輕、成本低、價格便宜，因此得到廣泛的應用。由于時間關系，我們只學習三相籠型異步電動機。一臺三相籠型轉子異步電動機結構圖如圖6—1所示，籠型轉子異步電動機拆散形狀如圖6—2所示。2.5主要產品系列介紹三相異步電動機的型號說明如下：Y100L1－2其中Y是產品代號,表示三相異步電動機;100表示機座中心高為100mm;L表示機座長度代號，意思是長機座（M為中機座；S為短機座）；1.表示鐵心長度代號；2.表示電機的極數。2.6異步電動機的額定值（1）額定功率PN——指額定運行時電機的輸出功率（單位kW）（2）額定電壓UN——額定運行時定子的線電壓（單位V）（3）額定電流IN——額定運行時定子的線電流（單位A）（4）額定頻率fN——指額定運行時電樞的頻率（單位Hz）一般指工業電網標準頻率50Hz。（5）額定轉速nN——額定運行時電機的轉速

（單位r／min）通常額定轉速比同步轉速低2%~6%。二極電機的額定轉速為2950r/min左右；四極電機的額定轉速為1450r/min左右。另外銘牌上還有功率因數cos、絕緣等級、定子繞組相數、接法、工作方式、防護等級等。異步電動機銘牌電動機的絕緣等級和允許溫升

絕緣材料是電機中最為薄弱的環節。絕緣材料尤其容易受到高溫的影響而加速老化并損壞。不同的絕緣材料耐熱性能有區別，采用不同絕緣材料的電氣設備其耐受高溫的能力就有不同。因此一般的電氣設備都規定其工作的最高溫度。電動機的絕緣等級是指其所用絕緣材料的耐熱等級，分Y、A、E、B、F、H、C級。允許溫升是指電動機的溫度與周圍環境溫度相比升高的限度。絕緣等級

Y級A級

E級B級

F級

H級

C級極限溫度（℃）90

105

120

130

155

180

180以上電機的絕緣等級決定于它所采用的絕緣材料的耐熱等級。若一臺電機主要部件的絕緣結構采用不同耐熱等級的絕緣材料，其絕緣等級按絕緣材料的最低耐熱等級考核。電動機的外殼防護等級

第一位數字:表征防固體進入性能簡述第2位數字:表征防液體進入性能簡述0無防護電機0無防護電機1防護>50mm固體的電機1防滴電機2防護>12mm固體的電機215o防滴電機3防護>2.5mm固體的電機3防淋水電機4防護>1mm固體的電機4防濺水電機5防塵的電機5防噴水電機6防海浪電機7防浸水電機8潛水電機如:IP44電機的工作制工作制（也叫定額）：電動機的工作方式。有S1S10共十類，常用的是S1S3這三類。S1為連續工作制；S2為短時工作制(運行與停歇交替進行，運行時間短，停歇時間也不是很長)；S3