电动机解剖报告
电动机解剖报告
一， 电动机工作原理
电动机转动的最基本理论就是带电导线在磁场中受电磁力的作用.如下图：
由于大部分的电动机须作连续的旋转运动,因此,必须使载流导体在磁场中所受到的电磁力能形成一种方向不变的转矩;这就注定了电动机的结构组成:1,换向器;2.电刷装置;3,机座;4.主磁极;5,换向极;6,端盖;7,风扇;8,电枢绕组;9,电枢铁芯。
如上图电机工作原理所示，在电路中的转子是由电刷和换向器连接起来,这样就可以满足电动机的连续转动所需要的方向不变的转矩。
综上可知，电动机主要工作的是定子和转子，在转子上缠绕许多的导线以产生足够大小的转矩，这取决于怎样的电枢绕组以下为绕组的简单示意图：
二，电动机中的主要结构部分：定子、转子及电刷
电机中固定的部分叫做定子,在其上面装设了成对的直流励磁的静止的主磁极;而旋转部分(转子)叫电枢铁心,在上面要装设电枢绕组,通电后产生感应电动势,充当旋转磁场.后产生电磁转矩进行能量转换.以定子绕组的形状与嵌装方式区分，定子绕组根据线圈绕制的形状与嵌装布线方式不同，可分为集中式和分布式两类。
1．集中式绕组
集中式绕组应用于凸极式定子，通常绕制成矩形线圈，经纱带包扎定型，再经浸漆烘干处理后，嵌装在凸形磁极的铁心上。一般换向器式电动机(包括直流电机和通用电动机)的激磁线圈以及单相罩极式凸极电动机的主极绕组都采用集中式绕组。
集中式绕组通常每极有一只线圈，但也有采用庶极(隐极)形式的，如框架式罩极电动机就是用一只线圈形成两极的电动机。
2．分布式绕组
分布式绕组的电动机定子没有凸形极掌，每个磁极由一个或几个线圈按照一定的规律嵌装布线组成线圈组，通电后形成不同极性的磁极，故也称隐极式。根据嵌装布线排列形式的不同，分布式绕组又可分为同心式和叠式两类。
(1)同心式绕组 同心式绕组是由几个形状相似但大小不同的线圈，按同一中心位置嵌装成回字形状的线圈组。同心绕组可根据不同的布线方式而构成双平面或三平面绕组。一般单相电动机及部分小功率或大跨距线圈的三相异步电动机的定子绕组采用这种型式。
(2)叠式绕组叠式绕组一般是由形状、大小相同的线圈，分别以每槽嵌装1个或两个线圈边，并在槽外端部逐个相叠均匀分布的形式。叠式绕组又分单层叠式和双层叠式两种。每槽只嵌入一个线圈边的为单层叠式绕组，或称单叠绕组；每槽嵌入两个属不同线圈组的线圈边时是分置于槽中上、下层，为双层叠式绕组，或称双叠绕组。根据嵌装布线方式变化不同，叠式绕组又可派生出交叉式、同心交叉式以及单双层混合式等型式。目前，一般功率较大的三相异步电动机定子绕组较多采用双层叠式；而小电机则多用单层叠式绕组中的派生型式，但极少采用单层叠式绕组。
3．转子绕组
交流异步电动机的转子绕组分鼠笼型与绕线型两类。鼠笼型结构较为简单，一般由合金铝浇注人转子铁心槽内并由两端端环短接而成；也有用铜条嵌入再焊上铜质端环的。为了改善起动性能，鼠笼型又可制成深槽式及双鼠笼等特殊型式。绕线型转子绕组与定子绕组相同，它除可用上述各式绕组外，还可用波形绕组。波形绕组是由单匝或几匝的杆形单元线圈，嵌装后由两个元件在端部焊接成一只线圈，并形成整个绕组，其布接线原理与上述绕组不同，但外形与双层叠绕组相似。波形绕组常应用于大型的交流电动机转子绕组及直流电动机的电枢绕组。
定子绕组不同的接线形式可以形成不同的极性，电动机根据其极性关系，可分为显极式与庶极式两种类型。
1．显极式绕组
一台具有四个凸极的电动机定子，它的每只线圈形成一个磁极；而且相邻两只线圈所形成的极性不同；在四个凸极上就形成了四个磁极。所以，在显极式绕组中，每组线圈形成一个磁极，即绕组的线圈组数与磁极数相等。此外，为使相邻磁极能呈N、S极性成对存在，则必须使相邻两组线圈里的电流方向相反。因此相邻两个线圈组的连接方式必须是反接串联，也就是电工术语称之为“头接头”、“尾接尾”。
实际上，除直流电机及单相凸极式罩极电动机外，一般定子都没有凸出的极掌。本图是为了较形象地说明问题而采用示意的画法。
2．庶极式绕组
相邻两组线圈的极性是相同的，都是s极，由于同极性相斥的原理，使线圈形成的磁场经相邻凸极返回构成闭合磁路；从而使没有线圈的凸极上产生异极性N磁极。所以，在庶极式绕组中，每个线圈组将形成一对磁极，每相绕组的线圈组数为磁极数的一半。
在庶极式绕组中，因为每组线圈所产生的磁极极性都相同，因而所有线圈里的电流方向都相同，即相邻两个线圈组是顺接串联，如图(b)所示。这种接线方式便是电工俗称的“首尾相接”，即“尾接头”连接。
电机绕组是由线圈组构成一相或整个电磁电路的组合体；而线圈组则由一个或多个线圈顺接串联而成。因此线圈是电动机绕组的基本元件，也是以绝缘导线(圆形或矩形截面导线)按一定形状绕制而成。线圈可以是一匝，也可由数百上千匝绕成，其匝数的多少主要取决于电源电压和电动机电磁部分的参数，并由计算确定。
电动机线圈的形状有多种，但其基本结构由三部分组成，即嵌入铁心槽内的直线部分称有效边，而一只线圈有两个有效边，是产生电磁能量转换的有效部分；连接两有效边的部分，在线圈嵌装后处于铁心两端槽外，称线圈端部，它是线圈构成必不可少的部分，但不能作能量转换；引线是线圈绕制后的首、尾线头，也是引接线圈电流的连接点。
集中式绕组的绕制和嵌装比较简单，但效率较低，运行性能也差。目前的交流电动机定子绝大部分都是应用分布式绕组，根据不同机种、型号及线圈嵌绕的工艺条件，电动机各自设计采用不同的绕组型式和规格，故其绕组的技术参数也不相同。
三，电动机的缺陷及解决方法
由于定子与转子是转动的，所以它们之间存在空隙即气隙，在直流电动机中，从空载到负载，其气隙磁场是变化的，这表明电枢磁动势对对气隙磁场会产生影响。电枢磁动势对励磁磁动势所产生的气隙磁场的影响称为电枢反应，它影响电机的转速，直接影响电机的端电压，另外它对电动机的换向也是不利的，电枢反应对直流电机的工作影响很大，使磁极半边的磁场加强；另半边的磁场减弱，负载越大，电枢反应引起的磁场畸变越强烈，其结果将破坏电枢绕组元件的正常换向，易引起火花，使电机工作条件恶化。同时电枢反应将使极靴尖处磁通密集，造成换向片间的最大电压过高，也易引起火花甚至造成电机环火。因此要减小电枢反应对电机的影响。
因此，既要保持转子的机械完整性、又要降低电枢反应，我们可以将转子上的磁体切向安置，转子的直轴对称地设置空槽，从而可有效地降低电枢反应,或者加装附加磁极以便使畸变的磁通得以补偿。对大型电机，在主磁极的顶部加装补偿绕组可使磁通分布畸变得以修正。
四，电动机的用途
电动机的用途现在是随处可见,但有时电动机也可以进行改装,以解决停电的问题。由以上电动机的工作原理可知，电动机是利用电磁间的相互作用将电能转换成机械能的，如果我们反过来，那不就可以将机械能转换成电能了，在改装是就只需将电路中的电源改为用电器就行了，但有一个问题需要注意的是怎么样才能让电动机产生恒定的电压呢？这只需一个整流电路就能够解决了，在电路中加上一个桥式整流电路就能做到电压的稳定输出。
五，思维拓展
1， 世界上第一台电动机是哪一年诞生的？
2， 为什么要减小电机中定子和转子间的气隙？
3， 电动机与发电机的区别？
4， 电机在家庭生活中的运用对人体健康是否有影响，怎么解决？
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