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按工作电源分类:可分为直流电机和交流电机。直流电机由直流电源供电,具有良好的调速性能,常用于对调速要求较高的场合,如电动汽车、轧钢机等。交流电机使用交流电源,又可细分为异步电机和同步电机,异步电机结构简单、运行可靠、价格低廉,广泛应用于工业和民用领域;同步电机主要用于要求转速恒定或需要进行功率因数补偿的场合。
电机的主要结构
定子:是电机中静止不动的部分,主要由铁心和绕组构成。定子铁心一般由硅钢片叠压而成,以减少涡流损耗;定子绕组则是电机的电路部分,用于产生磁场或感应电动势。
转子:是电机中旋转的部分,也由铁心和绕组组成。转子铁心通常也是硅钢片叠成,转子绕组根据电机类型的不同而有所差异,如直流电机的转子绕组通过换向器与外部电路连接,交流异步电机的转子绕组有鼠笼式和绕线式两种。
其他部件:包括轴承、托架、端板等,轴承用于支撑转子,使其能够顺畅地旋转;托架和端板则用于固定定子和转子,保证电机的结构稳定性。
电磁性能改变
绕组电阻增大:根据电阻的温度特性,金属材料的电阻会随温度升高而增大。电机绕组在过热时,其电阻值会明显增加,这会导致电机的铜耗(即绕组中由于电流通过电阻而产生的损耗)增大,使电机的效率降低。
磁性能下降:电机中的铁心材料在高温下磁导率会发生变化,导致磁场分布不均匀,电机的电磁性能下降。例如,永磁电机中的永磁体在高温下可能会出现退磁现象,使电机的输出转矩减小,影响电机的运行性能。
性能参数变化:由于绕组电阻增大和磁性能下降等因素的综合影响,电机的性能参数如转速、转矩、功率因数等都会发生变化,无法保持在设计的额定状态下运行,可能无法满足负载的要求,甚至出现运行不稳定的情况。
负载方面
过载运行:电机所承受的负载超过了其额定负载能力,长时间处于这种状态下,电机需要输出更大的功率来驱动负载,从而导致电流增大,根据焦耳定律Q=I 2 Rt,电流增大将使电机绕组产生过多的热量,引起电机过热。例如,在工业生产中,若电机驱动的设备出现卡滞或堵塞,就会使电机负载突然增大,导致过热。
负载机械故障:与电机连接的负载机械部分出现故障,如轴承损坏、齿轮磨损、传动带过紧等,会增加电机的负载转矩,使电机运行时需要消耗更多的能量,进而产生过多热量。比如,当负载设备的轴承损坏后,转动阻力增大,电机需要克服更大的阻力来带动负载,容易造成电机过热。