1.電機(jī)的概念

  電機(jī)是發(fā)電機(jī)(機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能)和電動(dòng)機(jī)(電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能)的統(tǒng)稱,它是一種利用電磁感應(yīng)定律和電磁力定律,將能量或信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換或變換的電磁機(jī)械裝置。一般發(fā)電機(jī)在電路中用寧母G表示,它的主要作用是將機(jī)被能轉(zhuǎn)化為電能:日前最常用的是利用熱能、水能、風(fēng)能等推動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)來發(fā)電。電動(dòng)機(jī)在電路中用字母M表示,它的主要作用是產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩,作為用電器或各種機(jī)被的動(dòng)力源。

  電機(jī)是電氣化的核心.是機(jī)電一體化的重要基礎(chǔ),所以,電機(jī)工業(yè)是機(jī)械工業(yè)的重要組成部分。隨著國民經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,電機(jī)工業(yè)的發(fā)展不斷深化、完善,對(duì)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著重要的作用。

  2.電機(jī)的主要分類

  電機(jī)主要包括直流電機(jī)和交流電機(jī)。電機(jī)的具體分類如圖0-8所示。

圖 0-8 電機(jī)的分類

  1)直流電機(jī)

  直流電機(jī)是電機(jī)的主要類型之一,一臺(tái)直流電機(jī)既可作為發(fā)電機(jī)使用,也可作為電動(dòng)機(jī)使用,能夠?qū)崿F(xiàn)直流電能和機(jī)械能之間的相互轉(zhuǎn)換。

  直流電機(jī)有以下特點(diǎn)：

  (1)直流電動(dòng)機(jī)具有寬廣的調(diào)速范圍,平滑的無級(jí)調(diào)速特性,可實(shí)現(xiàn)頻繁的無級(jí)快動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)。

  (2)過載能力大,能承受須繁的沖擊負(fù)較,能滿足自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)中各種特殊運(yùn)行要求。

  (3)直流發(fā)電機(jī)能提供無脈動(dòng)的大功率直流電源,電勢(shì)被形較好,對(duì)電避干擾的影響小，且輸出電壓容易精確地調(diào)節(jié)和控制。

  (4)制造工藝復(fù)雜,消耗有機(jī)金屬較多,生產(chǎn)成本高。

  (5)由于直流電機(jī)運(yùn)行時(shí)電刷和換向器之間容易產(chǎn)生火花,因而可靠性較差,維護(hù)保奢

  困難。

  根據(jù)勵(lì)磁方式的不同,直流電機(jī)可分為四種類型,即他勵(lì)直流電機(jī)、并勵(lì)直流電機(jī)、單總

  直流電機(jī)和復(fù)勵(lì)直流電機(jī)。

  2)交流電機(jī)

  交流電機(jī)是用于實(shí)現(xiàn)機(jī)械能和交流電能相互轉(zhuǎn)換的驅(qū)動(dòng)設(shè)備,已成為最常用的電機(jī)

  交流電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單,制造方便,比較牢固,容易做成高轉(zhuǎn)速,高電壓,大電流、大容量的電機(jī),

  交流電機(jī)功率的覆蓋范圍很大,從幾瓦到兒十萬千瓦,英至上百萬千頁。

  由圖0-8可知,交流電機(jī)分為同步電機(jī)和異步電機(jī)兩大類。同步電機(jī)可用來作為發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)使用,其中,同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與所接電網(wǎng)的如率之間存在著嚴(yán)格不變的關(guān)系異步電機(jī)主要用子電動(dòng)機(jī)使用,它通常分為展籠型異步電動(dòng)機(jī)和繞線型異步電動(dòng)機(jī)，異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組由電源供給財(cái)感電流,建立磁場(chǎng),由于電邏感應(yīng)的作用,使轉(zhuǎn)子繞組感生電流,產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩,實(shí)現(xiàn)機(jī)電能最轉(zhuǎn)換。因其轉(zhuǎn)子電流是由電磁感應(yīng)作用而產(chǎn)生的，所以也稱為感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。

  3.電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)

  用電動(dòng)機(jī)搶動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械的掩動(dòng)方式,稱為"電機(jī)搶動(dòng)"或“電力拖動(dòng)”。與其他原動(dòng)機(jī)相比,電動(dòng)機(jī)的控制方法更為簡使,并目可以實(shí)現(xiàn)遙控和自動(dòng)控制。電力拖動(dòng)系統(tǒng)主要由電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制設(shè)備(包括反饋裝置)三個(gè)基木環(huán)節(jié)組成。反饋裝置往往也是用控制電機(jī)來實(shí)現(xiàn)反饋功能的，例如,可用測(cè)速發(fā)電機(jī)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,用旋轉(zhuǎn)變壓器檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的角位移,用感應(yīng)同步器檢測(cè)工作機(jī)械的位移等。電力拖動(dòng)框圖如圖0-9所示。

  4.電動(dòng)機(jī)的主要應(yīng)用

  直流電動(dòng)機(jī)應(yīng)用廣泛。應(yīng)用最廣的是直流電動(dòng)工具,電動(dòng)工具取代手工工具:已廣泛應(yīng)用于機(jī)械、建筑、機(jī)電、冶金設(shè)備的安裝,橋梁架設(shè),住宅裝修,農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn),醫(yī)療、衛(wèi)生等各個(gè)方面。并且廣為個(gè)體勞動(dòng)者及家庭使用,是一種量大面廣的機(jī)械化工具:發(fā)展前景十分廣闊。此外,在許多工業(yè)部門,如大型軋鋼設(shè)備、大型精密機(jī)床、礦井卷揚(yáng)機(jī)、市內(nèi)電車、電纜設(shè)備要求嚴(yán)格線速度一致的地方等,通常都采用直流電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)來拖動(dòng)工作機(jī)械。直流電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)各種生產(chǎn)機(jī)械工作,向負(fù)載輸出機(jī)械能。在控制系統(tǒng)中,直流電機(jī)還有其他的用途,如測(cè)速電機(jī),同服電機(jī)等。

  直流電動(dòng)機(jī)的發(fā)展經(jīng)歷了100多年,因而電動(dòng)機(jī)自身的理論已經(jīng)基本成熟。隨著電工技術(shù)的發(fā)展:對(duì)電能的轉(zhuǎn)換、控制以及高效使用的要求越來越高。電磁材料的性能不斷提高,電工電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用,為電動(dòng)機(jī)的發(fā)展注人了新的活力。未采電動(dòng)機(jī)將會(huì)沿著體積更小、機(jī)電能最轉(zhuǎn)換效率更高、控制更靈活的方向繼續(xù)發(fā)展。

  同步電機(jī)主要用作發(fā)電機(jī),也可以用作電動(dòng)機(jī)。同步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)較高,在要求改善功率因數(shù)的條件下,不調(diào)速的大功率電機(jī)選用同步電動(dòng)機(jī)。同步電動(dòng)機(jī)也用于負(fù)載變化時(shí)要求轉(zhuǎn)速恒定不變的情況。

  異步電動(dòng)機(jī)分為單相異步電動(dòng)機(jī)和三相異步電動(dòng)機(jī)兩大類。單相異步電動(dòng)機(jī)用于只有單相電源的家用電器和醫(yī)療設(shè)備中。三相異步電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、價(jià)格低廉、運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn):還具有較高的運(yùn)行效率和較好的運(yùn)行特性,從空載到滿載接近恒速運(yùn)行;在工業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)機(jī)械化、民用電器等方面應(yīng)用廣泛、需求量居各種電機(jī)之首(占90%左右),在電網(wǎng)總負(fù)荷中,異步電動(dòng)機(jī)占65%左右。

  起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、調(diào)速性能要求不高的各種機(jī)床.水泵、通風(fēng)機(jī)可選用普通鼠籠型異步電動(dòng)機(jī);功率不大,有級(jí)調(diào)速的電梯等可選用多速電動(dòng)機(jī);而調(diào)速范圍較大,調(diào)速要求平滑的龍門創(chuàng)床、高精度機(jī)床、可逆軋鋼機(jī)等選用變頻調(diào)速的同步電動(dòng)機(jī)或異步電動(dòng)機(jī)。