电机

电机是指依据电磁感应定律实现电能的转换或传递的一种电磁装置，或者将一种形式的电能转换成另一种形式的电能。电动机是将电能转换为机械能（俗称马达），发电机是将机械能转换为电能。电动机在电路中用字母“M”（旧标准用“D”）表示。它的主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源。

电机
原图链接图片来源于机电之家网

中文名称: 电机

外文名称:Electric machinery

工作原理: 电磁感应定律

主要结构：定子和转子

主要分类：电动机和发电机

目录

基本结构

直流电机的基本结构

直流电机的结构可分为静止和转动两部分，静止部分称为定子，旋转部分称为转子(也称电枢)。

直流电机定子部分包括机座、主磁极、换向极、端盖、轴承和电刷装置等。转子部分包括电枢铁芯、电枢绕组、换向器、风扇和转轴等。

三相异步电动机的结构

原图链接图片来源于汽车网

由定子、转子和其它附件组成。

1、定子铁心

作用：电机磁路的一部分，并在其上放置定子绕组。

材料：定子铁心一般由0.35~0.5毫米厚表面具有绝缘层的硅钢片冲制、叠压而成，在铁心的内圆冲有均匀分布的槽，用以嵌放定子绕组。定子铁心槽型有以下几种：半闭口型槽、半开口型槽、开口型槽 。

2、定子绕组

作用：是电动机的电路部分，通入三相交流电，产生旋转磁场。

材料：由三个在空间互隔120°电角度、对称排列的结构完全相同绕组连接而成，这些绕组的各个线圈按一定规律分别嵌放在定子各槽内。一般用绝缘铜线或铝线制成。

3、机座

作用：固定定子铁心与前后端盖以支撑转子，并起防护、散热等作用。

构造：机座通常为铸铁件，大型异步电动机机座一般用钢板焊成，微型电动机的机座采用铸铝件。封闭式电机的机座外面有散热筋以增加散热面积，防护式电机的机座两端端盖开有通风孔，使电动机内外的空气可直接对流，以利于散热。

原图链接图片来源于马可波罗网

1、 转子铁心：

作用：作为电机磁路的一部分以及在铁心槽内放置转子绕组。

材料：所用材料与定子一样，由0.5毫米厚的硅钢片冲制、叠压而成，硅钢片外圆冲有均匀分布的孔，用来安置转子绕组。通常用定子铁心冲落后的硅钢片内圆来冲制转子铁心。一般小型异步电动机的转子铁心直接压装在转轴上，大、中型异步电动机（转子直径在300~400毫米以上）的转子铁心则借助与转子支架压在转轴上。

2、 转子绕组

作用：切割定子旋转磁场产生感应电动势及电流，并形成电磁转矩而使电动机旋转。

构造：分为鼠笼式转子和绕线式转子。

原图链接图片来源于东方网

⑴鼠笼式转子：转子绕组由插入转子槽中的多根导条和两个环行的端环组成。若去掉转子铁心，整个绕组的外形像一个鼠笼，故称笼型绕组。小型笼型电动机采用铸铝转子绕组，对于100KW以上的电动机采用铜条和铜端环焊接而成。

⑵绕线式转子：绕线转子绕组与定子绕组相似，也是一个对称的三相绕组，一般接成星形，三个出线头接到转轴的三个集流环上，再通过电刷与外电路联接。

特点：结构较复杂，故绕线式电动机的应用不如鼠笼式电动机广泛。但通过集流环和电刷在转子绕组回路中串入附加电阻等元件，用以改善异步电动机的起、制动性能及调速性能，故在要求一定范围内进行平滑调速的设备，如吊车、电梯、空气压缩机等上面采用。

其它附件：1、端盖 2、轴承 3、轴承端盖 4、风扇

发电机的基本结构

原图链接图片来源于百度网

定子

定子又称为电枢，主要由定子铁芯、定子绕组、机座、端盖等部件组成。

1、机座：机座是用来支撑和固定定子铁芯和端盖的，应有足够的强度和刚度，机座与定子铁芯之间需要留有适当的通风道，以利于电机的冷却。

2、定子铁芯：定子铁芯一般由0.5mm或0.35mm的硅钢片叠成，沿轴向叠成多段形式，每段叠片厚为30-60mm。各段叠片之间留有宽约10mm的通风槽，以改善定子铁芯的散热条件。

3、定子绕组：大型发电机一般采用三相双层叠绕，构成定子三相交流电路。

4、端盖：一般分两部分（前端盖和后端盖），起固定转子、定子、整流器和电刷组件的作用。端盖一般用铝合金铸造，一是可有效的防止漏磁，二是铝合金散热性能好。后端盖上装有电刷组件，有电刷、电刷架和电刷弹簧组成。电刷的作用是将电源通过集电环引入磁场绕组。

转子

原图链接图片来源于图片素材网

分类：按转子磁极的形状分为隐极式和凸极式。

转子：转子包括转子铁芯、励磁绕组、阻尼绕组、紧固件和风扇。

1、转子铁芯：转子铁芯应具有良好的导磁性能，并能承受很大的离心力作用。隐极式的转子铁芯与转轴锻造成一整体。转子表面约占圆周的三分之一不开槽，称为大齿，即主磁极。

2、转子绕组：转子绕组由矩形的绝缘扁铜绕成，两线圈边分别放置在大齿两侧槽内，所有线圈串联组成转子绕组，也称励磁绕组，构成转子直流回路。励磁绕组引出两个线端接在滑环上，通过碳刷与外部直流电源连接。励磁绕组各线匝间垫有绝缘材料，线圈和铁芯之间也有绝缘。励磁绕组放入槽内后，用高强度槽契压紧。

3、转子阻尼绕组：它是一种短路绕组，由放在槽契下的铜条和转子两端的铜环或合金焊接成闭合回路。作用是，在发电机短路或不对称运行时，利用其感应电流来削弱负序旋转磁场的作用，以及发电机发生振荡时起阻尼作用，使振荡衰减。

工作原理

原图链接图片来源于搜狗网

1、三相异步电动机的工作原理

电动机(Motors)是一种旋转式电动机器，它将电能转变为机械能。电动机是利用通电线圈产生旋转磁场并作用于转子鼠笼式式闭合铝框形成磁电动力旋转扭矩。电动机主要由定子与转子组成，通电导线在磁场中受力运动的方向跟电流方向和磁感线(磁场方向)方向有关。电动机工作原理是磁场对电流受力的作用，使电动机转动。通常电动机的作功部分作旋转运动，这种电动机称为转子电动机;也有作直线运动的，称为直线电动机。

2、直流电动机的工作原理

在电机的两电刷端加上直流电压，由于电刷和换向器的作用将电能引入电枢线圈中，并保证了同一个极下线圈边中的电流始终是一个方向，继而保证了该极下线圈边所受的电磁力方向不变，保证了电动机能连续地旋转，当导体在磁场内切割磁力线时，在导体内产生感应电流，感应电流和磁场的联合作用向电机转子施加驱动力，以实现将电能转换成机械能以拖动生产机械，这就是直流电动机的工作原理。

发电机工作原理

原图链接图片来源于搜狗网

转子绕组通过滑环通入一定励磁电流，使转子成为一个旋转磁场。定子线圈做切割磁力线的运动，从而产生感应电势，通过接线端子引出，接在回路中，便产生了电流。由于电刷与转子相连处有断路处，使转子按一定方向转动，产生交变电流所以家庭电路等电路中是交变电流，简称交流电。中国电网输出电流的频率是50赫兹。

汽轮发电机与汽轮机配套的发电机。为了得到较高的效率，汽轮机一般做成高速的，通常为3000转/分（频率为50赫）或3600转/分（频率为60赫）。核电站中汽轮机转速较低，但也在1500转/分以上。高速汽轮发电机为了减少因离心力而产生的机械应力以及降低风摩耗，转子直径一般做得比较小，长度比较大，即采用细长的转子。特别是在3000转/分以上的大容量高速机组，由于材料强度的关系，转子直径受到严格的限制，一般不能超过 1.2米。而转子本体的长度又受到临界速度的限制。当本体长度达到直径的6倍以上时，转子的第二临界速度将接近于电机的运转速度，运行中可能发生较大的振动。所以大型高速汽轮发电机转子的尺寸受到严格的限制。

主要分类

原图链接图片来源于上海华邦工业商务网

总体分类

按工作电源种类划分：可分为直流电机和交流电机。

按功能划分：可分为电动机和发电机。

电动机分类

1．按工作电源种类划分：可分为直流电机和交流电机

2．按结构和工作原理划分：可分为直流电动机、异步电动机、同步电动机。

3．按起动与运行方式划分：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。

4．按用途划分：驱动用电动机和控制用电动机。

5．按转子的结构划分：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）。

6．按运转速度划分：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。

相关视频

1、电机的基础知识

2、电机内部构造拆装