電機(jī)從業(yè)者必備知識(shí)體系你知道多少嗎？

很多初接觸電機(jī)的或者剛學(xué)習(xí)電機(jī)拖動(dòng)知識(shí)的，可能會(huì)覺(jué)得電機(jī)知識(shí)不好理解，甚至看到相關(guān)的課程就頭大，有著“學(xué)分殺手”的稱呼。下面通過(guò)零散式分享，可以讓新手快速了解交流異步電機(jī)原理。

★電機(jī)的原理：電機(jī)的原理很簡(jiǎn)單，簡(jiǎn)單的說(shuō)就是利用電能在線圈上產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，并推動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置。學(xué)過(guò)電磁感應(yīng)定律的都知道，通電的線圈在磁場(chǎng)中會(huì)受力轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)的基本原理就是如此，這是初中物理的知識(shí)。

★電機(jī)結(jié)構(gòu)：拆開(kāi)過(guò)電機(jī)的人都知道，電機(jī)主要是兩部分組成，固定不動(dòng)的定子部分以及轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子部分，具體如下：

1、定子（靜止部分）

定子鐵心：電機(jī)磁路重要部分，并在其上放置定子繞組；

定子繞組：就是線圈，電動(dòng)機(jī)的電路部分，接電源，用于產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)；

機(jī)座：固定定子鐵心及電機(jī)端蓋，并起防護(hù)、散熱等作用；

2、轉(zhuǎn)子（旋轉(zhuǎn)部分）

轉(zhuǎn)子鐵心：電機(jī)磁路的重要部分，在鐵心槽內(nèi)放置轉(zhuǎn)子繞組；

轉(zhuǎn)子繞組：切割定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及電流，并形成電磁轉(zhuǎn)矩從而使電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)；

★電機(jī)的幾個(gè)計(jì)算公式：

1、電磁相關(guān)的

1）電動(dòng)機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式：E=4.44*f*N*Φ，E為線圈電動(dòng)勢(shì)、 f為頻率 、 S為環(huán)繞出的導(dǎo)體（比如鐵芯）橫截面積、 N為匝數(shù)、Φ是磁通。

公式是怎么推導(dǎo)來(lái)的，這些事情我們就不去鉆研了，我們主要是看看怎么利用它。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是電磁感應(yīng)的本質(zhì)，有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的導(dǎo)體閉合后，就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中就會(huì)受到安培力，產(chǎn)生磁矩，從而推動(dòng)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)。

從上面公式知道，電動(dòng)勢(shì)大小與電源頻率、線圈匝數(shù)及磁通量成正比。

磁通量計(jì)算公式Φ=B*S*COSθ，當(dāng)面積為S的平面與磁場(chǎng)方向垂直的時(shí)候，角θ為0，COSθ就等于1，公式就變成Φ=B*S。

將上面兩個(gè)公式結(jié)合一下，就可以得到電機(jī)磁通強(qiáng)度計(jì)算公式為：

B=E/（4.44*f*N*S）。

2）另外一個(gè)是安培力公式，我們要知道線圈受到的力是多少，就需要這個(gè)公式F=I*L*B*sinα，其中I為電流強(qiáng)度，L為導(dǎo)體長(zhǎng)度，B為磁場(chǎng)強(qiáng)度，α是電流方向與磁場(chǎng)方向間的夾角。當(dāng)導(dǎo)線垂直于磁場(chǎng)時(shí)候，公式就變成F=I*L*B了（如果是N匝線圈的話，磁通B就是N匝線圈的總磁通，而不需要再乘N了）。

知道了受力，就知道轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩等于扭力乘以作用半徑，T=r*F=r*I*B*L（向量乘積）。通過(guò)功率=力*速度（P=F*V）以及線速度V=2πR*每秒轉(zhuǎn)速（n秒）兩個(gè)公式 ，可以與功率建立上關(guān)系，得到下面序號(hào)3的公式。不過(guò)要注意，這時(shí)候使用實(shí)際輸出扭矩，所以計(jì)算出的功率是輸出功率。

2、交流異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速計(jì)算公式：n=60f/P

這個(gè)很簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)速與電源頻率成正比，與電機(jī)極對(duì)子（記住是一對(duì)）數(shù)成反比，直接套用公式就好。不過(guò)這個(gè)公式實(shí)際計(jì)算出是同步轉(zhuǎn)速（旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)速度），異步電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速會(huì)略低于同步轉(zhuǎn)速，所以我們往往會(huì)看到4極電機(jī)一般是1400多轉(zhuǎn)，達(dá)不到1500轉(zhuǎn)。

3、電機(jī)轉(zhuǎn)矩、功率及轉(zhuǎn)速的關(guān)系：T=9550P/n（P是電機(jī)功率、n是電機(jī)轉(zhuǎn)速）

可以從上面序號(hào)1內(nèi)容中推導(dǎo)出來(lái)，不過(guò)我們沒(méi)必要學(xué)會(huì)推導(dǎo)，記住這個(gè)計(jì)算公式就可以。不過(guò)再次提醒，公式中功率P不是輸入功率，而是輸出功率，由于電機(jī)有損耗，輸入功率不等于輸出功率。但是書(shū)本上往往理想化，將輸入功率等于輸出功率了。

4、電機(jī)功率（輸入功率）：

1）單相電機(jī)功率計(jì)算公式：P=U*I*cosφ，如果功率因數(shù)為0.8，電壓為220V，電流為2A，那么功率P=0.22×2×0.8=0.352KW。

2）三相電機(jī)功率計(jì)算公式：P=1.732*U*I*cosφ（cosφ為功率因素、U為負(fù)載線電壓、I為負(fù)載線電流）

不過(guò)這類的U和I與電機(jī)的接法有關(guān)，星形接法的時(shí)候，由于三個(gè)相隔120°電壓的線圈公共端連接一起，形成一個(gè)0點(diǎn)，所以加載在負(fù)載線圈的電壓實(shí)際是相電壓；而三角形接法時(shí)，每個(gè)線圈兩端各連一根電源線，所以加載負(fù)載線圈上的電壓就是線電壓。如果使用的是我們常用的3相380V電壓，星形接法時(shí)候線圈是220V，而三角形則是380V，P=U*I=U^2/R，所以三角形接法時(shí)功率是星形接法的3倍，這也就是為什么大功率電機(jī)采用星三角降壓?jiǎn)?dòng)的原因。

掌握了上面的公式，理解透徹，電機(jī)的原理就不會(huì)在困惑了，也不會(huì)在怕學(xué)習(xí)電機(jī)拖動(dòng)這種高掛科的課程。

★電機(jī)的其他部件：

1）風(fēng)扇：一般安裝在電機(jī)尾部，用于給電機(jī)散熱；

2）接線盒：用于接入電源，如交流三相異步電機(jī)，還可以根據(jù)需要接星形或者三角形；

3）軸承：連接電機(jī)旋轉(zhuǎn)和不動(dòng)部分；

4、端蓋：電機(jī)外面的前后蓋子，起支撐作用。

1

電工基本知識(shí)

2

電氣性能容差

3

電機(jī)絕緣等級(jí)及相應(yīng)溫度限值

耐熱等級(jí)最高允許工作溫度/℃相當(dāng)于此等級(jí)的主要

絕緣材料

Y90未浸漬過(guò)的棉紗、絲及紙等材料或其組合物所組成的絕緣結(jié)構(gòu)；有機(jī)填料的塑料

A105浸漬過(guò)或浸在液體絕緣材料中的棉紗、絲及紙等材料或它們所組成的絕緣結(jié)構(gòu)，如漆布、綢、管等；聚酰胺薄膜；澆注用聚酰胺樹(shù)脂等

E120聚酯薄膜及其纖維；漆包線的絕緣漆；以纖維素紙和布為底料的層壓制品、環(huán)氧、聚酯和聚胺酯的樹(shù)脂和膠類

B130以云母片和粉云母紙為基礎(chǔ)的材料，以及紙和布作襯墊的云母制品、玻璃漆布和玻璃漆管；以玻璃布為底料的層壓制品；以無(wú)機(jī)物為填料的塑料

F155玻璃漆布、漆管；以玻璃布和石棉纖維為基礎(chǔ)的層壓制品；以無(wú)機(jī)絕緣材料為襯墊的粉云母制品；玻璃絲和石棉絕緣導(dǎo)線的絕緣

H180無(wú)機(jī)絕緣材料為半墊的云母制品；玻璃絲導(dǎo)線的絕緣、玻璃漆布、漆管；以玻璃漆布和石棉纖維為基礎(chǔ)的層壓制品；以無(wú)機(jī)物為填料的塑料；聚酰亞胺薄膜的復(fù)合制品；硅橡膠制品

C180以上云母、玻璃和玻璃纖維材料；電瓷、石英、玻璃云母模壓制品；聚四氟乙烯、聚酰亞胺或耐高溫有硅漆包線的絕緣

注：表中Y、A、E、C級(jí)很少選用。

4

類電動(dòng)機(jī)適用的負(fù)載特性

審核編輯 ：李倩