大南瓜小咪咪
1821年英國(guó)科學(xué)家法拉第首先證明可以把電力轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。最先制成電動(dòng)機(jī)的人,據(jù)說(shuō)是德國(guó)的雅可比。他于1834年前后成了一種簡(jiǎn)單的裝置:在兩個(gè)U型電磁鐵中間,裝一六臂輪,每臂帶兩根棒型磁鐵。通電后,棒型磁鐵與U型磁鐵之間產(chǎn)生相互吸引和排斥作用 ,帶動(dòng)輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)。后來(lái),雅可比做了一具大型的裝置。安在小艇上,用320個(gè)丹尼爾電池供電,1838年小艇在易北河上首次航行,時(shí)速只有公里,與此同時(shí),美國(guó)的達(dá)文波特也成功地制出了驅(qū)動(dòng)印刷機(jī)的電動(dòng)機(jī),印刷過(guò)美國(guó)電學(xué)期刑《電磁和機(jī)械情報(bào)》。但這兩種電動(dòng)機(jī)都沒(méi)有多大商業(yè)價(jià)值,用電池作電源,成本太大、不實(shí)用。直到第一臺(tái)實(shí)用直流發(fā)動(dòng)機(jī)問(wèn)世 ,電動(dòng)機(jī)才行了廣泛應(yīng)用。1870年比利時(shí)工程師格拉姆發(fā)明了直流發(fā)電機(jī),在設(shè)計(jì)上,直流發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)很相似。后來(lái),格拉姆證明向直流發(fā)動(dòng)機(jī)輸入電流,其轉(zhuǎn)子會(huì)象電動(dòng)機(jī)一樣旋轉(zhuǎn)。于是,這種格拉姆型電動(dòng)機(jī)大量制造出來(lái)。效率也不斷提高。與此同時(shí),德國(guó)的西門子接制造更好的發(fā)電機(jī),并著手研究由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的車輛,于是西門子公司制成了世界電車。1879年,在柏林工業(yè)展覽會(huì)上,西門子公司不冒煙的電車贏得觀眾的一片喝彩。西門子電機(jī)車當(dāng)時(shí)只有3馬力,后來(lái)美國(guó)發(fā)明大王愛(ài)迪生試驗(yàn)的電機(jī)車已達(dá)12─15馬力。但當(dāng)時(shí)的電動(dòng)機(jī)全是直流電機(jī),只限于驅(qū)動(dòng)電車。1888年南斯拉夫出生的美國(guó)發(fā)明家特斯拉發(fā)明了交流電動(dòng)機(jī)。它是根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成,又稱感應(yīng)電動(dòng)機(jī),這種電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,使用交流電,無(wú)需整流,無(wú)火花,因此被廣泛應(yīng)用于工業(yè)的家庭電器中,交流電動(dòng)機(jī)通常用三相交流供電。1902年瑞典工程師丹尼爾森首先提出同步電動(dòng)機(jī)構(gòu)想。同步電動(dòng)機(jī)工作原理同感應(yīng)電動(dòng)機(jī)一樣,由定子產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),便轉(zhuǎn)子繞組用直流供電,轉(zhuǎn)速固定不變,不受負(fù)載影響。因此同步電動(dòng)機(jī)特別適用于鐘表,電唱機(jī)和磁帶錄音機(jī)。直流電動(dòng)機(jī)是直流激磁,工作特性接其激磁繞組的接線方式不同而有區(qū)別。串激電動(dòng)機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大,適用于牽引和起重,并激電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速隨負(fù)載大小而變動(dòng)較小,且可以調(diào)節(jié),可用為定速或調(diào)速之用,復(fù)激電動(dòng)機(jī)兼有以上兩種激磁方式發(fā)動(dòng)機(jī)的特性。交流換向器電動(dòng)機(jī),即轉(zhuǎn)子具有換向器的交流電動(dòng)機(jī)。因它既可用于交流 又可用于直流,故稱作交直流兩用電動(dòng)機(jī)或通用電動(dòng)機(jī),多用于家用電器。
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交流電機(jī)有異步電機(jī)和同步電機(jī)兩大類。異步電機(jī)一般都作電動(dòng)機(jī)用,因?yàn)楫惒桨l(fā)電機(jī)的性能較差。異步電動(dòng)機(jī)是交流電動(dòng)機(jī)中最常用的一種,它的作用是將交流電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。異步電動(dòng)機(jī)有三相和單相兩種,而三相異步電動(dòng)機(jī)分籠型和繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)。 三相異步屯動(dòng)機(jī)應(yīng)用最為廣泛。因?yàn)樗哂薪Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便、效率較高等特點(diǎn),通常被用在金屬切削機(jī)床、起重運(yùn)輸機(jī)械、中小型鼓風(fēng)機(jī)和水泵等生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備中;單相異步電動(dòng)機(jī)則在實(shí)驗(yàn)室和家用電器產(chǎn)品中應(yīng)用較多。但異步電動(dòng)機(jī)也有一些缺點(diǎn),最主要的是不能經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)范圍較廣的平滑調(diào)速:必須從電網(wǎng)吸取滯后的勵(lì)磁電流,使電網(wǎng)功率因數(shù)降低。但是一般的生產(chǎn)機(jī)械并不要求大范圍的平滑調(diào)速,而電網(wǎng)的功率因數(shù)又可以采取其他辦法來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償。特別是由于現(xiàn)代電子技術(shù)迅猛發(fā)展,采用由晶閘管組成的變頻電源裝置,使異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)用更加廣泛。據(jù)統(tǒng)計(jì),全國(guó)電動(dòng)機(jī)容量中90%左右是異步電動(dòng)機(jī),而在電網(wǎng)負(fù)載中,異步電動(dòng)機(jī)的用量也占有60%以上。
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1.概述 電動(dòng)機(jī)是把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的設(shè)備。在機(jī)械、冶金、石油、煤炭、化學(xué)、航空、交通、農(nóng)業(yè)以及其他各種工業(yè)中,電動(dòng)機(jī)被廣泛地應(yīng)用著。隨著工業(yè)自動(dòng)化程度不斷提高,需要采用各種各樣的控制電機(jī)作為自動(dòng)化系統(tǒng)的元件,人造衛(wèi)星的自動(dòng)控制系統(tǒng)中,電機(jī)也是不可缺少的。此外在國(guó)防、文教、醫(yī)療及日常生活中(現(xiàn)代化的家電工業(yè)中)電動(dòng)機(jī)也愈來(lái)愈廣泛地應(yīng)用起來(lái)。 2.結(jié)構(gòu)及各部分的作用 一般電動(dòng)機(jī)主要由兩部分組成:固定部分稱為定子,旋轉(zhuǎn)部分稱為轉(zhuǎn)子。另外還有端蓋、風(fēng)扇、罩殼、機(jī)座、接線盒等。 定子的作用是用來(lái)產(chǎn)生磁場(chǎng)和作電動(dòng)機(jī)的機(jī)械支撐。電動(dòng)機(jī)的定子由定子鐵心、定子繞組和機(jī)座三部分組成。定子繞組鑲嵌在定子鐵心中,通過(guò)電流時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),實(shí)現(xiàn)電能量轉(zhuǎn)換。機(jī)座的作用主要是固定和支撐定子鐵心。電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí),因內(nèi)部損耗而發(fā)生的熱量通過(guò)鐵心傳給機(jī)座,再由機(jī)座表面散發(fā)到周圍空氣中。為了增加散熱面積,一般電動(dòng)機(jī)在機(jī)座外表面設(shè)計(jì)為散熱片狀。 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸組成。轉(zhuǎn)子鐵心也是作為電動(dòng)機(jī)磁路的一部分。轉(zhuǎn)子繞組的作用是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),通過(guò)電流而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)軸是支撐轉(zhuǎn)子的重量,傳遞轉(zhuǎn)矩,輸出機(jī)械功率的主要部件。 3.原理 電動(dòng)機(jī)的工作原理是建立在電磁感應(yīng)定律、全電流定律、電路定律和電磁力定律等基礎(chǔ)上的。圖6-10-1是三相交流異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的原理圖(圖中只示出兩根導(dǎo)條),當(dāng)磁極沿順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn),磁極的磁力線切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條,導(dǎo)條中就感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)。電動(dòng)勢(shì)的方向由右手定則來(lái)確定。因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)是相對(duì)的,假如磁極不動(dòng),轉(zhuǎn)子導(dǎo)條沿逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn),則導(dǎo)條中同樣也能感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)來(lái)。在電動(dòng)勢(shì)的作用下,閉合的導(dǎo)條中就產(chǎn)生電流。該電流與旋轉(zhuǎn)磁極的磁場(chǎng)相互作用,而使轉(zhuǎn)子導(dǎo)條受到電磁力F,電磁力的方向可用左手定則確定。由電磁力進(jìn)而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩,轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。 4.分類 按其功能可分為驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)和控制電動(dòng)機(jī);按電能種類分為直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī);從電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與電網(wǎng)電源頻率之間的關(guān)系來(lái)分類可分為同步電動(dòng)機(jī)與異步電動(dòng)機(jī);按電源相數(shù)來(lái)分類可分為單相電動(dòng)機(jī)和三相電動(dòng)機(jī);按防護(hù)型式可分為開(kāi)啟式、防護(hù)式、封閉式、隔爆式、防水式、潛水式;按安裝結(jié)構(gòu)型式可分為臥式、立式、帶底腳、帶凸緣等;按絕緣等級(jí)可分為E級(jí)、B級(jí)、F級(jí)、H級(jí)等。 5.檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn) 電動(dòng)機(jī)的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)在國(guó)際上廣泛采用的是國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)的現(xiàn)行有效標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)電動(dòng)機(jī)生產(chǎn)的國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)主要是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。常用的標(biāo)準(zhǔn)有:GB755《旋轉(zhuǎn)電機(jī)基本技術(shù)要求》;GB10068《旋轉(zhuǎn)電機(jī)振動(dòng)測(cè)定方法及限值》;GB10069《旋轉(zhuǎn)電機(jī)噪聲測(cè)定方法及限值》;GB1032《三相異步電動(dòng)機(jī)試驗(yàn)方法》;GB1029《三相同步電機(jī)試驗(yàn)方法》;GB5171《小功率電動(dòng)機(jī)通用技術(shù)要求》;JB1136《微型單相交流串激電動(dòng)機(jī)和試驗(yàn)方法》;ZBK22007-88《Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)技術(shù)條件》等。 6.檢驗(yàn) 電動(dòng)機(jī)的性能檢驗(yàn)分為檢查試驗(yàn)和型式試驗(yàn)兩大類。 (1)檢查試驗(yàn)項(xiàng)目包括: A.繞組對(duì)接地端及繞組相互之間的絕緣電阻的測(cè)定; B.耐電壓試驗(yàn); C.繞組在實(shí)際冷態(tài)下直流電阻的測(cè)定; D.電動(dòng)機(jī)的空載試驗(yàn); E.電動(dòng)機(jī)的堵轉(zhuǎn)試驗(yàn); F.空載特性及運(yùn)行平滑程度檢查(軸承應(yīng)平穩(wěn)輕快,無(wú)停滯現(xiàn)象,聲音均勻和諧而無(wú)有害雜音); G.相序檢查; H.直流,單相串激,交流整流子電機(jī)的火花試驗(yàn); I.直流電動(dòng)機(jī)固有轉(zhuǎn)速調(diào)整率的測(cè)定; J.銘牌和接地標(biāo)志檢查; K.外觀及外部裝配質(zhì)量檢查(油漆、吊環(huán)、螺栓、接線盒等); L.?包裝檢查(內(nèi)外包裝強(qiáng)度,防潮措施,包裝內(nèi)的定位措施,隨機(jī)文件及附件,中性包裝因素的考核); M.各類電機(jī)產(chǎn)品技術(shù)條件規(guī)定的其他檢查試驗(yàn)項(xiàng)目。 N.各類電機(jī)產(chǎn)品技術(shù)條件規(guī)定的其他檢查試驗(yàn)項(xiàng)目。 (2)遇到下述情況之一者,必須進(jìn)行型式試驗(yàn): ①制造廠家首次試制或小批量生產(chǎn)時(shí); ②電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)或工藝發(fā)生重大變動(dòng)時(shí); ③當(dāng)出廠試驗(yàn)結(jié)果與從前進(jìn)行的型式試驗(yàn)結(jié)果發(fā)生不可容許的偏差時(shí); ④成批的電動(dòng)機(jī)定期抽試,至少每年一次。 (3)產(chǎn)品型式試驗(yàn)內(nèi)容: ①溫升負(fù)載試驗(yàn); ②噪聲、振動(dòng)的測(cè)定; ③防護(hù)等級(jí)報(bào)告檢查; ④產(chǎn)品技術(shù)條件要求的其他型式試驗(yàn)項(xiàng)目。
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