电动机与发电机

第四章电动机与发电机

电机是一种通过电磁感应实现能量转换、能量传递或信号转换的装置。电机的种类很多，按其功能不同可分为：

发电机——机械能转换成电能的装置，包括直流发电机和交流发电机。

电动机——电能转换成机械能的装置，包括直流电动机和交流电动机。

变压器——将一种电压等级的交流电能变换成另一种电压等级的交流电能的装置。

控制电机——在自动控制系统中作为检测、执行元件的特种电机。它包括交、直流伺服电动机、步进电动机、交、直流测速发电机等。

除了按功能对电机分类，还可按照用电性质的不同将电机分为直流电机和交流电机两大类。交流电机又分为异步电机和同步电机。

尽管电动机的种类不同，但是不论何种类型的电动机都是由电路和磁路两个基本部分组成。它们的工作原理都是建立在电与磁的相互转化与相互作用的基础上，所依据的电磁定律都是电磁力定律和电磁感应定律。

交流异步电动机是应用最广泛的一种动力机械。异步电动机所以能得到这样广泛的应用，是由于它结构简单、制造容易、运行可靠、维护方便，而且效率高、重量轻、价格低。因此交流异步电动机被广泛使用，成为工农业生产中使用最多的一种电动机。例如在工业生产中各种金属切削机床、起重机、传送带、功率不大的水泵、通风机的驱动，各种农业排灌机械、农副产品加工机械等也广泛使用三相异步电动机。根据粗略统计，在全国电动机总容量中有85％以上是三相异步电动机。三相异步电动机又分为笼型转子和绕线型转子两种型式。但异步电动机存在的缺点之一是调速性能差。在应用中，由于工艺要求，需要异步电动机调速的场合，人们往往从二个方面着手解决。一方面是不用异步电动机而使用调速性能好的直流电动机。另一方面是应用新技术，使异步电动机的运行能够按照生产工艺要求进行调速。

直流电动机具有调速性能好、启动转矩较大的特点，它的转速可以根据需要在很宽的范围内方便均匀地进行调节。所以尽管直流电动机需要使用直流电源，生产成本较高，使用维护方面的要求也比较高，运行可靠性较差，但是在对电动机的调速性能及起动性能要求高的生产机械中仍得到广泛应用。例如轧钢机、龙门刨床等重型机床的主传动机构，以及某些电力牵引和起重设备，电车及电力机车也以直流电动机作为动力。但随着电力电子技术的发展特别是大功率电力电子器件问世,微电子技术以及控制技术发展,直流电动机有被交流电动机逐步取代的趋势。

本章着重介绍异步电动机和直流电动机的构造、工作原理、特性及使用方法。同时介绍车用交流发电机和起动机的构造及工作原理。