电动机（Motor）是把电能转换成机械能的一种设备。它是利用通电线圈（也就是定子绕组）产生旋转磁场并作用于转子（如鼠笼式闭合铝框）形成磁电动力旋转扭矩。电动机按使用电源不同分为直流电动机和交流电动机，电力系统中的电动机大部分是交流电机，可以是同步电机或者是异步电机（电机定子磁场转速与转子旋转转速不保持同步速）。电动机主要由定子与转子组成，通电导线在磁场中受力运动的方向跟电流方向和磁感线（磁场方向）方向有关。电动机工作原理是磁场对电流受力的作用，使电动机转动。

发明过程

电动机使用了通电导体在磁场中受力的作用的原理（这是不同于电流的磁效应的说法，现行人教版九年级物理明确把二者分开），发现这一原理的的是丹麦物理学家—奥斯特，1777年8月14日生于兰格朗岛鲁德乔宾的一个药剂师家庭。1794年考入哥本哈根大学，1799年获博士学位。1801～1803年去德、法等国访问，结识了许多物理学家及化学家。1806年起任哥本哈根大学物理学教授，1815年起任丹麦皇家学会常务秘书。1820年因电流磁效应这一杰出发现获英国皇家学会科普利奖章。

1829年起任哥本哈根工学院院长。1851年3月9日在哥本哈根逝世。他曾对物理学、化学和哲学进行过多方面的研究。由于受康德哲学与谢林的自然哲学的影响，坚信自然力是可以相互转化的，长期探索电与磁之间的联系。1820年4月终于发现了电流对磁针的作用，即电流的磁效应。同年7月21日以《关于磁针上电冲突作用的实验》为题发表了他的发现。这篇短短的论文使欧洲物理学界产生了极大震动，导致了大批实验成果的出现，由此开辟了物理学的新领域──电磁学。

1812年他最先提出了光与电磁之间联系的思想。1822年他对液体和气体的压缩性进行了实验研究。1825年提炼出铝，但纯度不高。在声学研究中，他试图发现声所引起的电现象。他的最后一次研究工作是抗磁性。他是一位热情洋溢重视科研和实验的教师，他说：“我不喜欢那种没有实验的枯燥的讲课，所有的科学研究都是从实验开始的”。

因此受到学生欢迎。他还是卓越的讲演家和自然科学普及工作者，1824年倡议成立丹麦科学促进协会，创建了丹麦第一个物理实验室。1908年丹麦自然科学促进协会建立“奥斯特奖章”，以表彰做出重大贡献的物理学家。1934年以“奥斯特”命名CGS单位制中的磁场强度单位。1937年美国物理教师协会设立“奥斯特奖章”，奖励在物理教学上做出贡献的物理教师。

1821年法拉第完成了第一项重大的电发明。在这两年之前，奥斯特已发现如果电路中有电流通过，它附近的普通罗盘的磁针就会发生偏移。法拉第从中得到启发，认为假如磁铁固定，线圈就可能会运动。根据这种设想，他成功地发明了一种简单的装置。在装置内，只要有电流通过线路，线路就会绕着一块磁铁不停地转动。事实上法拉第发明的是第一台电动机，是第一台使用电流将物体运动的装置。虽然装置简陋，但它却是今天世界上使用的所有电动机的祖先。

这是一项重大的突破。只是它的实际用途还非常有限，因为当时除了用简陋的电池以外别无其它方法发电。

发展现状

我国的电动机生产开始于1917年，该行业在国内已经形成比较完整的产业体系。我国电动机制造行业随着电力发展呈现出勃勃生机，产销规模和经济效益都有了大幅度提高。

2005-2011年，我国电动机制造行业销售收入年均增长36.92%。除了2009年受金融危机影响，制造业普遍下滑，电动机的同比增速下降到11.20%之外，其他年份，我国电动机的市场规模增长率均处于较高水平，同比均在20%以上，即使在2011年我国制造业发展速度普遍放缓的情况下，电动机的同比增长仍达到21.87%。

电机制造企业应建立自主品牌，发力高端，拓展海外市场，保障产品质量和售后服务，向航空、航海、军工、核电以及特种电机等新领域发展，才能在严峻的市场竞争中立于不败之地。

在全社会电能消耗中，有70%左右耗费在工业领域，而工业电机的耗电量又占据整个工业领域用电的70%。提高电机效率可以主要通过2种方式，通过一个频率转换器，提高运作效率的交流电机；二是使用高效电机。不同的频率转换器是主要的工业领域的节能，节能效率一般在30%以上，在某些行业甚至高达40%-50%。高效电机的市场应用比例仍然相对较低，但最低能源效率标准和补贴政策的支持，未来高效电机的市场应用比例将大幅上升。

2012年1-12月，我国累计出口电动机及发电机30.96亿台，与2011年同期相比减少了8.2%，累计出口金额达92.24亿美元，同比增长5.0%。12月当月，我国电动机及发电机出口量为2.748亿台，出口金额为8.18亿美元。在投资上，应该在政策利好出台前提前布局。高效电机市场应用比例仍较低，但在最低能效标准及补贴政策支持下，未来高效电机的市场应用比例将大幅上升。电机系统包括控制装置、电动机、被拖动装置、传动装置以及管网负荷等，是一个涉及多学科、多专业、多领域的复杂系统。

战略性新兴产业、合同能源管理政策、市场化节能环保服务体系建设、资源综合利用和再制造及节能产品惠民工程高效电机推广为电机行业发展带来重大机遇，与之相关的电机生产制造商和电机配套企业也迎来了产品更新换代的市场增长潜力。特别是为适应低碳经济时代的节能技术创新趋势，高效电机已逐渐成为未来市场的主流。

我国电机年用电量超过2万亿千瓦时，约占全国用电量的60%和工业用电量的80%。高效电机能耗比普通电机低20%~30%，但我国高效电机市场占有率只有10%，因此大力推广高效电机会对国家推进节能减排具有一定意义，其潜在的市场商机也初现端倪。

我国电机产品虽然种类繁多，但效率普遍不高，严重存在"大马拉小车"的现象，高效电机的推广与应用已经刻不容缓。我国"十二五"期间将集中力量围绕电机系统节能工程、装备制造调整和振兴、新能源领域技术的大力推进，优化发展一批高效节能环保重点产品，淘汰一批普通效率的电机产品，促进产品更新换代。在工信部公布的《高耗能落后机电设备（产品）淘汰目录（第二批）》中，电机设备位列其中，预示我国电机行业即将面临市场和科技的全新发展。

为有效淘汰低效电机、加快高效电机的推广，国家标准化管理委员会发布的新版《中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级》国家标准于2012年9月实施，中小型电机行业面临较大的影响。目前我国大批量生产的Y、Y2、Y3系列三相异步电动机将被禁止生产，享受国家惠民工程的YX3系列高效率三相异步电动机将有可能不再得到政策补贴。高效电机的研发与推广犹如在弦之箭，行业内关注度空前。

使用寿命

电动机的寿命与绝缘劣化或是滑动部的摩耗、轴承的劣化等造

成的功能障碍等各项要素有关，大部分视轴承状况而定。轴承的寿命如下述，有机构寿命、润滑油寿命两种。轴承的寿命

1、润滑油因热劣化的润滑油寿命

2、运转疲劳造成的机械寿命

电动机在绝大部分的情况下，因发热对于润滑油寿命的影响更甚于加在轴承上的负载重量对机械寿命的影响。因此，以润滑油寿命推算电动机寿命，对润滑油寿命影响最大的要因是温度，温度大幅地影响了寿命时间。

启动方式

电动机启动方式包括：全压直接启动、自耦减压起动、y-δ起动、软起动器、变频器。

全压直接起动：

在电网容量和负载两方面都允许全压直接起动的情况下，可以考虑采用全压直接起动。优点是操纵控制方便，维护简单，而且比较经济。主要用于小功率电动机的起动，从节约电能的角度考虑，大于11kw的电动机不宜用此方法。

自耦减压起动：

利用自耦变压器的多抽头减压，既能适应不同负载起动的需要，又能得到更大的起动转矩，是一种经常被用来起动较大容量电动机的减压起动方式。它的最大优点是起动转矩较大，当其绕组抽头在80%处时，起动转矩可达直接起动时的64%。并且可以通过抽头调节起动转矩。至今仍被广泛应用。

y-δ起动：

对于正常运行的定子绕组为三角形接法的鼠笼式异步电动机来说，如果在起动时将定子绕组接成星形，待起动完毕后再接成三角形，就可以降低起动电流，减轻它对电网的冲击。这样的起动方式称为星三角减压起动，或简称为星三角起动（y-δ起动）。

采用星三角起动时，起动电流只是原来按三角形接法直接起动时的1/3。如果直接起动时的起动电流以6～7ie计，则在星三角起动时，起动电流才2～2.3倍。这就是说采用星三角起动时，起动转矩也降为原来按三角形接法直接起动时的1/3。适用于无载或者轻载起动的场合。

并且同任何别的减压起动器相比较，其结构最简单，价格也最便宜。除此之外，星三角起动方式还有一个优点，即当负载较轻时，可以让电动机在星形接法下运行。此时，额定转矩与负载可以匹配，这样能使电动机的效率有所提高，并因之节约了电力消耗。

软起动器：

这是利用了可控硅的移相调压原理来实现电动机的调压起动，主要用于电动机的起动控制，起动效果好但成本较高。因使用了可控硅元件，可控硅工作时谐波干扰较大，对电网有一定的影响。另外电网的波动也会影响可控硅元件的导通，特别是同一电网中有多台可控硅设备时。因此可控硅元件的故障率较高，因为涉及到电力电子技术，因此对维护技术人员的要求也较高。

变频器：

变频器是现代电动机控制领域技术含量最高，控制功能最全、控制效果最好的电机控制装置，它通过改变电网的频率来调节电动机的转速和转矩。因为涉及到电力电子技术，微机技术，因此成本高，对维护技术人员的要求也高，因此主要用在需要调速并且对速度控制要求高的领域。

调速方法

电动机的调速方法很多，能适应不同生产机械速度变化的要求。一般电动机调

速时其输出功率会随转速而变化。从能量消耗的角度看，调速大致可分两种：

①保持输入功率不变。通过改变调速装置的能量消耗，调节输出功率以调节电动机的转速。

②控制电动机输入功率以调节电动机的转速。电机、电动机、制动电机、变频电机、调速电机、三相异步电动机、高压电机、多速电机、双速电机和防爆电机。

结构分类

基本结构

一、三相异步电动机的结构，由定子、转子和其它附件组成。

（一）定子（静止部分）

1、定子铁心

作用：电机磁路的一部分，并在其上放置定子绕组。

构造：定子铁心一般由0.35~0.5毫米厚表面具有绝缘层的硅钢片冲制、叠压而成，在铁心的内圆冲有均匀分布的槽，用以嵌放定子绕组。

定子铁心槽型有以下几种：

半闭口型槽：电动机的效率和功率因数较高，但绕组嵌线和绝缘都较困难。一般用于小型低压电机中。

半开口型槽：可嵌放成型绕组，一般用于大型、中型低压电机。所谓成型绕组即绕组可事先经过绝缘处理后再放入槽内。

开口型槽：用以嵌放成型绕组，绝缘方法方便，主要用在高压电机中。

2、定子绕组

作用：是电动机的电路部分，通入三相交流电，产生旋转磁场。

构造：由三个在空间互隔120°电角度、对称排列的结构完全相同绕组连接而成，这些绕组的各个线圈按一定规律分别嵌放在定子各槽内。

定子绕组的主要绝缘项目有以下三种：（保证绕组的各导电部分与铁心间的可靠绝缘以及绕组本身间的可靠绝缘）。

⑴对地绝缘：定子绕组整体与定子铁心间的绝缘。

⑵相间绝缘：各相定子绕组间的绝缘。

⑶匝间绝缘：每相定子绕组各线匝间的绝缘。

电动机接线盒内的接线：

电动机接线盒内都有一块接线板，三相绕组的六个线头排成上下两排，并规定上排三个接线桩自左至右排列的编号为1（U1）、2（V1）、3（W1），下排三个接线桩自左至右排列的编号为6（W2）、4（U2）、5（V2），.将三相绕组接成星形接法或三角形接法。凡制造和维修时均应按这个序号排列。

3、机座

作用：固定定子铁心与前后端盖以支撑转子，并起防护、散热等作用。

构造：机座通常为铸铁件，大型异步电动机机座一般用钢板焊成，微型电动机的机座采用铸铝件。封闭式电机的机座外面有散热筋以增加散热面积，防护式电机的机座两端端盖开有通风孔，使电动机内外的空气可直接对流，以利于散热。

（二）转子（旋转部分）

1、三相异步电动机的转子铁心：

作用：作为电机磁路的一部分以及在铁心槽内放置转子绕组。

构造：所用材料与定子一样，由0.5毫米厚的硅钢片冲制、叠压而成，硅钢片外圆冲有均匀分布的孔，用来安置转子绕组。通常用定子铁心冲落后的硅钢片内圆来冲制转子铁心。一般小型异步电动机的转子铁心直接压装在转轴上，大、中型异步电动机（转子直径在300~400毫米以上）的转子铁心则借助与转子支架压在转轴上。

2、三相异步电动机的转子绕组。

作用：切割定子旋转磁场产生感应电动势及电流，并形成电磁转矩而使电动机旋转。

构造：分为鼠笼式转子和绕线式转子。

⑴鼠笼式转子：转子绕组由插入转子槽中的多根导条和两个环行的端环组成。若去掉转子铁心，整个绕组的外形像一个鼠笼，故称笼型绕组。小型笼型电动机采用铸铝转子绕组，对于100KW以上的电动机采用铜条和铜端环焊接而成。

⑵绕线式转子：绕线转子绕组与定子绕组相似，也是一个对称的三相绕组，一般接成星形，三个出线头接到转轴的三个集流环上，再通过电刷与外电路联接。

特点：结构较复杂，故绕线式电动机的应用不如鼠笼式电动机广泛。但通过集流环和电刷在转子绕组回路中串入附加电阻等元件，用以改善异步电动机的起、制动性能及调速性能，故在要求一定范围内进行平滑调速的设备，如吊车、电梯、空气压缩机等上面采用。

（三）三相异步电动机的其它附件

1、端盖：支撑作用。

2、轴承：连接转动部分与不动部分。

3、轴承端盖：保护轴承。

4、风扇：冷却电动机。

二、直流电动机采用八角形全叠片结构，串励绕组，适用于需要正、反转的自动控制技术中。根据用户需要也可以制成带串励绕组。中心高100～280mm的电动机无补偿绕组，但中心高250mm、280mm的电动机根据具体情况和需要可以制成带补偿绕组，中心高315～450mm的电动机带有补偿绕组。中心高500～710mm的电动机外形安装尺寸及技术要求均符合IEC国际标准，电机的机械尺寸公差符合ISO国际标准。

冷却方式

1）冷却：电机在进行能量转换时，总是有一小部分损耗转变成热量，它必须通过电机外壳和周围介质不断将热量散发出去，这个散发热量的过程，我们就称为冷却。

2）冷却介质：传递热量的气体或液体介质。

3）初级冷却介质：温度低于电机某部件的气体或液体介质，它与电机的该部件相接触，并将其放出的热量带走。

4）次级冷却介质：温度低于初级冷却介质的气体或液体介质，通过电机的外表面或冷却器将初级冷却介质放出的热量带走。

5）最终冷却介质：热量传递到最后的冷却介质。

6）周围冷却介质：电机周围环境的气体或液体介质。

7）远方介质：一种远离电机的介质，通过进、出口管或通道吸入电机热量和排出冷却介质至远方。

8）冷却器：使一种冷却介质的热量传递到另外一种冷却介质，并保持两种冷却介质分开的装置。

电机分类

交流电机

异步电机

Y系列（低压，高压，变频，电磁制动）

JSJ系列（低压，高压，变频，电磁制动）

同步电机

TD系列

TDMK系列

直流电机

普通直流电机

Z2系列

Z4系列

专用直流电机

ZTP铁路电机

ZSN水泥回转窑

电动机的使用和控制非常方便，具有自起动、加速、制动、反转、掣住等能力，能满足各种运行要求；电动机的工作效率较高，又没有烟尘、气味，不污染环境，噪声也较小。由于它的一系列优点，所以在工农业生产、交通运输、国防、商业及家用电器、医疗电器设备等各方面广泛应用。

产品分类

1．按工作电源分类根据电动机工作电源的不同，可分为直流电动机和交流电动机。其中交流电动机还分为单相电动机和三相电动机。

2．按结构及工作原理分类电动机按结构及工作原理可分为直流电动机，异步电动机和同步电动机。同步电动机还可分为永磁同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同布电动机。异步电动机可分为感应电动机和交流换向器电动机。感应电动机又分为三相异步电动机等。

相异步电动机和罩极异步电动机等。交流换向器电动机又分为单相串励电动机、交直流两用电动机和推斥电动机。

3．按起动与运行方式分类电动机按起动与运行方式可分为电容起动式单相异步电动机、电容运转式单相异步电动机、电容起动运转式单相异步电动机和分相式单相异步电动机。

4．按用途分类电动机按用途可分为驱动用电动机和控制用电动机。驱动用电动机又分为电动工具（包括钻孔、抛光、磨光、开槽、切割、扩孔等工具）用电动机、家电（包括洗衣机、电风扇、电冰箱、空调器、录音机、录像机、影碟机、吸尘器、照相机、电吹风、电动剃须刀等）用电动机及其它通用小型机械设备（包括各种小型机床、小型机械、医疗器械、电子仪器等）用电动机。控制用电动机又分为步进电动机和伺服电动机等。

5．按转子的结构分类电动机按转子的结构可分为笼型感应电动机（旧标准称为鼠笼型异步电动机）和绕线转子感应电动机（旧标准称为绕线型异步电动机）。

6．按运转速度分类电动机按运转速度可分为高速电动机、低速电动机、恒速电动机、调速电动机。

7.按防护型式分为

开启式（如IP11、IP22）：电动机除必要的支撑结构外，对于转动及带电部分没有专门的保护。

封闭式（如IP44、IP54）：电动机机壳内部的转动部分及带电部分有必要的机械保护，以防止意外的接触，但并不明显的妨碍通风。防护式电动机按其通风防护结构不同，又分为：

网罩式：电动机的通风口用穿孔的遮盖物遮盖起来，使电动机的转动部分及带电部分不能与外物相接触。

防滴式：电动机通风口的结构能够防止垂直下落的液体或固体直接进入电动机内部。

防溅式：电动机通风口的结构可以防止与垂直接成100度角范围内任何方向的液体或固体进入电动机内部。

封闭式：电动机机壳的结构能够阻止机壳内外空气的自由交换，但并不要求完全的密封。

防水式：电动机机壳的结构能够阻止具有一定压力的水进入电动机内部。

水密式：当电动机浸在水中时，电动机机壳的结构能阻止水进入电动机内部。

潜水式：电动机在额定的水压下，能长期在水中运行。

隔爆式：电动机机壳的结构足以阻止电动机内部的气体爆炸传递到电动机外部，而引起电动机外部的燃烧性气体的爆炸。

例：IP44标志电动机能防护大于1MM的固体异物入内，同时能防溅水。

IP后面第一位数字的意义

0无防护，没有专门的防护

1能防止直径大于50MM的固体异物进入机壳内，能防止人体的大面积（如手）偶然触及壳内带电或运动部分，但不能防止有意识的接近这些部分。

2能防止直径大于12MM的固体异物进入机壳内，能防止手指触及壳内带电或运动部分

3能防止直径大于2.5MM的固体异物进入机壳内，能防止厚度（或直径）大于2.5的工具、金属等触及壳内带电或运动部分。

4能防止直径大于1MM的固体异物进入机壳内，能防止厚度（或直径）大于1MM的工具、金属等触及壳内带电或运动部分。

5能防止灰尘进入达到影响产品正常运行的程度，完全防止触及壳内带电或运动部分。

6完全防止灰尘进入，完全防止触及壳内带电或运动部分。

IP后面第二位数字的意义

0无防护，没有专门的防护。

1防滴，垂直的滴水应不能直接进入产品内部。

215゜防滴，与铅垂线成15度角范围内的滴水应不能直接进入产品内部。

3防淋水，与铅垂线成60度角范围内的淋水应不能直接进入产品内部。

4防溅水，任何方向的溅水对产品应无有害的影响。

5防喷水，任何方向的喷水对产品应无有害的影响。

6猛烈的海浪或强力喷水对产品应无有害的影响。

7防浸水，产品在规定的时间和压力下浸在水中，进水量对产品应无有害影响。

8潜水，产品在规定的压力下长时间浸在水中，进水量对产品应无有害影响。

8.按通风冷却方式分为

⒈自冷式：电动机仅依靠表面的辐射和空气的自然流动获得冷却。

⒉自扇冷式：电动机由本身驱动的风扇，供给冷却空气以冷却电动机表面或其、内部。

⒊他扇冷式：供给冷却空气的风扇不是由电动机本身驱动，而是独立驱动的。

⒋管道通风式：冷却空气不是直接由电动机外部进入电动机或直接由电动机内部排出，而是经过管道引入或排出电动机，管道通风的风机可以是自扇冷式或他扇冷式。

⒌液体冷却：电动机用液体冷却。

⒍闭路循环气体冷却：冷却电动机的介质循环在包括电动机和冷却器的封闭回路里，却介质经过电动机时吸收热量，经过冷却器时放出热量。

⒎表面冷却和内部冷却：冷却介质不经过电动机导体内部称为表面冷却，冷却介质经过电动机导体内部者称为内部冷却。

9.按安装结构型式:

电动机安装型式通常用代号表示。代号采用国际安装的缩写字母IM表示，在IM的第一个字母表示安装类型代号，B表示卧式安装，V表示立式安装；第二位数字表示特征代号，用阿拉伯数字表示。

例如IMB5型表示机座无底座，端盖上有大凸缘，轴伸在凸缘端。

安装型式有B3、BB3、B5、B35、BB5、BB35、V1、V5、V6等。

10.按绝缘等级分为：A级、E级、B级、F级、H级、C级。

11.按额定工作制分为：连续、断续、短时工作制。

连续工作制（SI）：电动机在铭牌规定的额定值条件下，保证长期运行

短时工作制（S2）：电动机在铭牌规定的额定值条件下，只能在限定的时间内短时运行。短时运行的持续时间标准有四种：10min、30min、60min及90min。

断续工作制（S3）：电动机在铭牌规定的额定值条件下只能断续周期性使用，用每周期10min的百分比表示。如：FC=25%；其中包括S4—S10都属于几种不同条件的断续运行工作制。

代表产品

Y(IP44）系列异步电动机

电动机容量从0.55～200kW，B级绝缘，防护等级IP44，达到国际电工委员会(IEC）标准，产品达到20世纪70年代末国际水平，全系列加权平均效率比JO2系列提高0.43%，年产量约2000万kW。

Yx系列高效电动机

容量1.5～90kW，有2，4，6等3种极数。全系列电动机效率平均比Y(IP44）系列高3%左右，接近国际先进水平。适用于单方向运行，年工作时间在3000h以上。负载率大于50%的场合，节电效果显着。该系列电动机产量不高，年产量约1万kW。

变极调速电机

主要产品有在国内已批量生产的YD（90.45～160kW），YDT(0.17～160kW），YDB(0.35～82kW），YD(0.2～24kW），YDFW（630～4000kW）等8个系列产品，达到国际平均应用水平。

电磁滑差调速电机

中国已批量生产YCT(0.55～90kW），YCT2（15～250kW），YCTD(0.55～90kW），YCTE（5.5～630kW），YCTJ(0.55～15kW）等8个系列产品，达到国际平均应用水平，其中YCTE系列的技术水平最高，最有发展前途。

结构及功能

电动机主要包括一个用以产生磁场的电磁铁绕组或分布的定子绕组和一个旋转电枢或转子和其它附件组成。在定子绕组旋转磁场的作用下，其在电枢鼠笼式铝框中有电流通过并受磁场的作用而使其转动。

定子(静止部分)

1、定子铁心—电机磁路的一部分，并在其上放置定子绕组。

2、定子绕组—是电动机的电路部分，通入三相交流电，产生旋转磁场。

3、机座—固定定子铁心与前后端盖以支撑转子，并起防护、散热等作用。

转子(旋转部分)

1、转子铁心—作为电机磁路的一部分以及在铁心槽内放置转子绕组。

2、转子绕组—切割定子旋转磁场产生感应电动势及电流，并形成电磁转矩而使电动机旋转。

其它附件

1、端盖—支撑作用。

2、轴承—连接转动部分与不动部分。

3、轴承端盖—保护轴承。

4、风扇—冷却电动机。

用途应用

各种电动机中应用最广的是交流异步电动机（又称感应电动机 ）。它使用方便、运行可靠、价格低廉、结构牢固，但功率因数较低，调速也较困难。大容量低转速的动力机常用同步电动机（见同步电机）。

同步电动机不但功率因数高，而且其转速与负载大小无关，只决定于电网频率。工作较稳定。在要求宽范围调速的场合多用直流电动机。但它有换向器，结构复杂，价格昂贵，维护困难，不适于恶劣环境。20世纪70年代以后，随着电力电子技术的发展，交流电动机的调速技术渐趋成熟，设备价格日益降低，已开始得到应用。

电动机在规定工作制式（连续式、短时运行制、断续周期运行制）下所能承担而不至引起电机过热的最大输出机械功率称为它的额定功率，使用时需注意铭牌上的规定。电动机运行时需注意使其负载的特性与电机的特性相匹配，避免出现飞车或停转。电动机能提供的功率范围很大，从毫瓦级到万千瓦级。

电动机的使用和控制非常方便，具有自起动、加速、制动、反转、掣住等能力，能满足各种运行要求；电动机的工作效率较高，又没有烟尘、气味，不污染环境，噪声也较小。由于它的一系列优点，所以在工农业生产、交通运输、国防、商业及家用电器、医疗电器设备等各方面广泛应用。一般电动机调速时其输出功率会随转速而变化。

市场情况

高效电机以Y系列交流异步电动机替代JO2型电机基本不受机型限制，因此，所有应用交流异步电动机的场合都可以用Y系列电机取代JO2系列电机。Yx系列电机的市场潜力受到其容量的制约。原则上，90kW以下的交流异步电动机可以由Yx系列的高效电机取代。90kW以下的交流异步电动机装机容量约占交流异步电动机总量的30%左右。

近十多年来，中国政府致力于推广电动机调速技术，各行各业都在一定程度上采用了电动机调速。据石油、电力、建材、钢铁、有色、煤炭、化工、造纸、纺织等部门对企业抽样调查结果，石油、建材、化工行业电动机调速应用较好。在4亿kW的电机负载中，约有50%是负载变动的，其中的30%可以通过电机调速解决其负载变动问题。因此仅就市场容量考虑，约有6000万kW的调速电机市场。

中国各类电动机的装机容量已超过4亿kW，其中异步电动机约占90%，中小型电动机约占80%，拖动风机水泵及压缩机类机械的电动机约1.3亿kW。中小型电动机已超过152个系列，842个品种，4000多个规格。近十多年来，机械工业等有关部门大力抓电动机的节电工作，组织领导了有关研究所及企业，先后设计制成多种节能电动机，并明令颁布淘汰63种高耗能电动机和推广24种节能电动机，取得了一定的成效。这些节能产品主要分成两大类：一类是提高电动机效率的高效电动机，另一类是调速电动机。

直流电动机采用八角形全叠片结构，适用于需要正、反转的自动控制技术中。

优势

无刷直流电机由电动机主体和驱动器组成，是一种典型的机电一体化产品。电动机的定子绕组多做成三相对称星形接法，同三相异步电动机十分相似。电动机的转子上粘有已充磁的永磁体，为了检测电动机转子的极性，在电动机内装有位置传感器。驱动器由功率电子器件和集成电路等构成

其功能是：接受电动机的启动、停止、制动信号，以控制电动机的启动、停止和制动；接受位置传感器信号和正反转信号，用来控制逆变桥各功率管的通断，产生连续转矩；接受速度指令和速度反馈信号，用来控制和调整转速；提供保护和显示等等。

由于无刷直流电动机是以自控式运行的，所以不会象变频调速下重载启动的同步电机那样在转子上另加启动绕组，也不会在负载突变时产生振荡和失步。

中小容量的无刷直流电动机的永磁体，多采用高磁能积的稀土钕铁硼（Nd-Fe-B）材料。因此，稀土永磁无刷电动机的体积比同容量三相异步电动机缩小了一个机座号。近三十年来针对异步电动机变频调速的研究，归根到底是在寻找控制异步电动机转矩的方法，稀土永磁无刷直流电动机必将以其宽调速、小体积、高效率和稳态转速误差小等特点在调速领域显现优势。

无刷直流电机因为具有直流有刷电机的特性，同时也是频率变化的装置，所以又名直流变频，国际通用名词为BLDC无刷直流电机的运转效率，低速转矩，转速精度等都比任何控制技术的变频器还要好，所以值得业界关注。本产品已经生产超过55kW，可设计到400kW，可以解决产业界节电与高性能驱动的需求。

1、全面替代直流电机调速、全面替代变频器+变频电机调速、全面替代异步电机+减速机调速；

2、可以低速大功率运行，可以省去减速机直接驱动大的负载；

3、具有传统直流电机的所有优点，同时又取消了碳刷、滑环结构；

4、转矩特性优异，中、低速转矩性能好，启动转矩大，启动电流小；

5、无级调速，调速范围广，过载能力强；

6、体积小、重量轻、出力大；

7、软启软停、制动特性好，可省去原有的机械制动或电磁制动装置；

8、效率高，电机本身没有励磁损耗和碳刷损耗，消除了多级减速耗，综合节电率可达20%~60%，仅节电一项一年收回购置成本；

9、可靠性高，稳定性好，适应性强，维修与保养简单；

10、耐颠簸震动，噪音低，震动小，运转平滑，寿命长；

11、没有无线电干扰，不产生火花，特别适合爆炸性场所，有防爆型；

12、根据需要可选梯形波磁场电机和正旋波磁场电机。

保护

电机保护

电机保护就是给电机全面的保护，即在电机出现过载、缺相、堵转、短路、过压、欠压、漏电、三相不平衡、过热、轴承磨损、定转子偏心、轴向窜动径向跳动时，予以报警或保护；为电动机提供保护的装置是电机保护器，包括热继电器、电子式保护器和智能型保护器，大型和重要电机一般采用智能性保护装置。

差动保护

电动机差动保护具备差动速断保护及带或不带二次谐波制动的复式比率差动保护，最大可用于三侧差流输入的场合（三圈变），具有对一次设备电压电流模拟量和开关量的完整强大的采集功能，配备标准RS485和工业CAN通讯口，并通过合理配置实现三圈主变差动保护、两圈主变差动保护、两圈配变差动保护、发电机差动保护、电动机差动保护及非电量保护等保护和测控功能；

过载保护

微型电动机的线圈通常是由很细的铜丝绕成，耐电流的能力较差。当电机负载较大或电机卡住时，流过线圈的电流会快速增加，同时电机温度急剧升高，铜丝绕阻极易被烧毁。如

果能够在电动机线圈中串接高分子PTC热敏电阻，则会在电机过载时提供及时的保护功能，避免电机被烧毁。通常的保护电路如下图。热敏电阻通常被至于线圈的附近，这样热敏电阻更易于感受温度，使保护更加迅速有效。用于初级保护的热敏电阻通常选用耐压等级较高的KT250型热敏电阻，用于次级保护的热敏电阻通常选用耐压等级较低的KT60-B、KT30-B、KT16-B及片状电机。

故障

故障原因

1．电动机过热

1）、电源方面使电动机过热的原因

电源方面使电动机过热原因有以下几种：

a、电源电压过高

当电源电压过高时，电动机反电动势、磁通及磁通密度均随之增大。由于铁损耗的大小与磁通密度平方成正比，则铁损耗增加，导致铁心过热。而磁通增加，又致使励磁电流分量急剧增加，造成定子绕组铜损增大，使绕组过热。因此，电源电压超过电动机的额定电压时，会使电动机过热。

b、电源电压过低

电源电压过低时，若电动机的电磁转矩保持不变，磁通将降低，转子电流相应增大，定子电流中负载电源分量随之增加，造成绕线的铜损耗增大，致使定、转子绕组过热。

c、电源电压不对称

当电源线一相断路、保险丝一相熔断，或闸刀

起动设备角头烧伤致使一相不通，都将造成三相电动机走单相，致使运行的二相绕组通过大电流而过热，及至烧毁。

d、三相电源不平衡

当三相电源不平衡时，会使电动机的三相电流不平衡，引起绕组过热。由上述可见，当电动机过热时，应首先考虑电源方面的原因。确认电源方面无问题后，再去考虑其他方面因素。

2）、负载使电动机过热的原因

负载方面使电动机过热原因有以下几种：

a、电动机过载运行

当设备不配套，电动机的负载功率大于电动机的额定功率时，则电动机长期过载运行（即小马拉大车），会导致电动机过热。维修过热电动机时，应先搞清负载功率与电动机功率是否相符，以防盲无目的的拆卸。

b、拖动的机械负载工作不正常

设备虽然配套，但所拖动的机械负载工作不正常，运行时负载时大时小，电动机过载而发热。

c、拖动的机械有故障

当被拖动的机械有故障，转动不灵活或被卡住，都将使电动机过载，造成电动机绕组过热。故，检修电动机过热时，负载方面的因素不能忽视。

3）、电动机本身造成过热的原因

a、电动机绕组断路

当电动机绕组中有一相绕组断路，或并联支路中有一条支路断路时，都将导致三相电流不平衡，使电动机过热。

b、电动机绕组短路

当电动机绕组出现短路故障时，短路电流比正常工作电流大得多，使绕组铜损耗增加，导致绕组过热，甚至烧毁。

c、电动机接法错误

当三角形接法电动机错接成星形时，电动机仍带满负载运行，定子绕组流过的电流要超过额定电流，乃至导致电动机自行停车，若停转时间稍长又未切断电源，绕组不仅严重过热，还将烧毁。当星形连接的电动机错接成三角形，或若干个线圈组串成一条支路的电动机错接成二支路并联，都将使绕组与铁心过热，严重时将烧毁绕组。

e、电动机接法错误

当一个线圈、线圈组或一相绕组接反时，都会导致三相电流严重不平衡，而使绕组过热。

f、电动机的机械故障

当电动机轴弯曲、装配不好、轴承有毛病等，均会使电动机电流增大，铜损耗及机械摩擦损耗增加，使电动机过热。

4）、通风散热不良使电动机过热的原因：

a、环境温度过高，使进风温度高。

b、进风口有杂物挡住，使进风不畅，造成进风量小

c、电动机内部灰尘过多，影响散热

d、风扇损坏或装反，造成无风或风量小

e、未装风罩或电动机端盖内未装挡风板，造成电动机无一定的风路

2.三相异步电动机不能起动的原因：

1）、电源未接通2）、熔丝熔断3）、定子或转子绕组断路4）、定子绕组接地5）、定子绕组相间短路6）、定子绕组接线错误7）、过载或传动机械被轧住8）、转子铜条松动9）、轴承中无润滑油，转轴因发热膨胀，妨碍在轴承中回转10）、控制设备接线错误或损坏11）、过电流继电器调得太小12）、老式起动开关油杯缺油13）、绕线式转子电动机起动操作错误14）、绕线式转子电动机转子电阻配备不当15）、轴承损坏

三相异步电动机不能起动因素很多，应根据实际情况及症状作详细分析、仔细检查，不能搞强行多次起动，尤其在起动时电动机发出异常声响或过热时，应立即切断电源，在查清原因且排除后再行起动，以防故障扩大。

3.电动机带负载运行时转速缓慢的原因

1）、电源电压过低2）、鼠笼转子断条3）、线圈或线圈组有短路点4）、线圈或线圈组有接反处5）、相绕组反接6）、过载7）、绕线式转子一相断路8）、绕线式转子电动机起动变阻器接触不良9）、电刷与滑环接触不良

4．动机运转时声音不正常的原因

1）、定子与转子相擦2）、转子风叶碰壳3）、转子擦绝缘纸4）、轴承缺油

5）、电动机内有杂物6）、电动机二相运转有嗡嗡声

5.电动机外壳带电原因：

1）、电源线与接地线搞错2）、电动机绕组受潮，绝缘老化使绝缘性能降低3）、引出线与接线盒碰壳4）、局部绕组绝缘损坏使导线碰壳5）、铁心松弛刺伤导线6）、接地线失灵7）、接线板损坏或表面油污过多

6．绕组式转子滑环火花过大原因

1）、滑环表面脏污2）、电刷压力过小3）、电刷在刷内轧住4）、电刷偏离中性线位置

7．电动机温升过高或冒烟的原因

1）、电源电压过高或过低2）、过载3）、电动机单相运行4）、定子绕组接地5）、轴承损坏或轴承太紧6）、定子绕组匝间或相间短路7）、环境温度过高8）、电动机风道不畅或风扇损坏

8．电动机空载或负载运行时电流表指针来回摆动的原因

1）、鼠笼式转子断条2）、绕组式转子一相断路3）、绕线式转子电动机的一相电刷接触不良4）、绕线式转子电动机的滑环短路装置接触不良

9．电动机振动的原因

1）、转子不平衡2）、轴头弯曲3）、皮带盘不平衡4）、皮带盘轴孔偏心5）、固定电动机的地脚螺丝松动6）、固定电动机的基础不牢或不平

10．电动机轴承过热的原因

1）、轴承损坏2）、润滑油过多、过少或油质不良3）、轴承与轴配合过松走内圆或过紧4）、轴承与端盖配合过松走外围或过紧5）、滑动轴承油环轧或转动缓慢6）、电动机两侧端盖或轴承盖未装平7）、皮带过紧8）、联轴器装得不好。

故障维修

电机在长期运行过程中，经常会出现各种故障：如与减速机之间的连接器传递扭矩较大，法兰面上的连接孔出现严重的磨损，增大了连接的配合间隙，导致传递扭矩不平稳；电机轴轴承损坏后，造成的轴承位磨损；轴头、键槽间的磨损等等。该类问题发生后，传统方法多以补焊或刷镀后机加工修复为主，但两者均存在一定弊端。补焊高温产生的热应力无法完全消除，易出现弯曲或断裂；

而电刷镀受涂层厚度限制，容易剥落，且以上两种方法都是用金属修复金属，无法改变“硬对硬”的配合关系，在各力综合作用下，仍会造成再次磨损。当代西方国家针对以上问题多采用高分子复合材料的修复方法。应用高分子材料修复，既无补焊热应力影响，修复厚度也不受限制，同时产品所具有的金属材料不具备的退让性，可吸收设备的冲击震动，避免再次磨损的可能，并延长了设备部件的使用寿命，为企业节省大量的停机时间，创造巨大的经济价值。

故障现象：电机接通后不能起动

原因及处理方法：

1。定子绕组接线错误——检查接线，纠正错误

2。定子绕组断路，短路接地，绕绕转子电动动机绕组断路——找出故障点，排除故障

3。负载过重或传动机构被卡住——检查传动机构和负载

4。绕线转子电动机转子回路开路(电刷与滑环接触不良，变阻器断路，引线接触不良等)——找出断路点，加以修复

5。电源电压过低——检查原因并排除

6。电源缺相——检查线路，恢复三相

故障现象：电动机温升过高或冒烟

原因及处理方法：

1。负载过重或起动过于频繁——减轻负载，减少起动次数

2。运行过程中缺相——检查线路，恢复三相

3。定子绕组接线错误——检查接线，加以纠正

4。定子绕组接地，匝间或相间发生短路——查出接地或短路部位，加以修复

5。笼型转子绕组断条——更换转子

6。绕线转子绕组缺相运行——找出故障点，加以修复

7。定子与转子相擦——检查轴承，转子是否变形，进行修理或更换

8。通风不良——检查风通是否畅通

9。电压过高或过低——检查原因并排除

故障现象：电动机振动过大

原因及处理方法：

1。转子不平衡——校平平衡

2。带轮不平衡或轴伸弯曲——检查并校正

3。电动机与负载轴线不对齐——检查调整机组的轴线

4。电动机安装不妥——检查安装情况及底脚螺丝

5。负载突然过重——减轻负载

运行时有异声

原因及处理方法：

1。定子与转子相擦——检查轴承，转子是否变形，进行修理或更换

2。轴承损坏或润滑不良——更换轴承，清洗轴承

3。电动机缺相运行——检查断路点并加以修复

4。风叶碰机壳——检查并消除故障

电动机带负载时转速过低

原因及处理方法：

1。电源电压过低——检查电源电压

2。负载过大——核对负载

3。笼形转子绕组断条——更换转子

4。绕线转子线组一相接触不良或断开——检查电刷压力，电刷与滑环接触情况及转子绕组，

电动机外壳带电

原因及处理方法：

1.接地不良或接地电阻太大——按规定接好地线，排除接地不良故障

2。绕组受潮——进行烘干处理

3。绝缘损坏，引线碰壳——浸漆修补绝缘，重接引线。

维修技巧

电动机运行或故障时，可通过看、听、闻、摸四种方法来及时预防和排除故障，保证电动机的安全运行。

一、看

观察电动机运行过程中有无异常，其主要表现为以下几种情况。

1.定子绕组短路时，可能会看到电动机冒烟。

2.电动机严重过载或缺相运行时，转速会变慢且有较沉重的"嗡嗡"声。

3.电动机正常运行，但突然停止时，会看到接线松脱处冒火花;保险丝熔断或某部件被卡住等现象。

4.若电动机剧烈振动，则可能是传动装置被卡住或电动机固定不良、底脚螺栓松动等。

5.若电动机内接触点和连接处有变色、烧痕和烟迹等，则说明可能有局部过热、导体连接处接触不良或绕组烧毁等。

二、听

电动机正常运行时应发出均匀且较轻的"嗡嗡"声，无杂音和特别的声音。若发出噪声太大，包括电磁噪声、轴承杂音、通风噪声、机械摩擦声等，均可能是故障先兆或故障现象。

1.对于电磁噪声，如果电动机发出忽高忽低且沉重的声音，则原因可能有以下几种。

(1)定子与转子间气隙不均匀，此时声音忽高忽低且高低音间隔时间不变，这是轴承磨损从而使定子与转子不同心所致。

(2)三相电流不平衡。这是三相绕组存在误接地、短路或接触不良等原因，若声音很沉闷则说明电动机严重过载或缺相运行。

(3)铁芯松动。电动机在运行中因振动而使铁芯固定螺栓松动造成铁芯硅钢片松动，发出噪声。

2.对于轴承杂音，应在电动机运行中经常监听。监听方法是：将螺丝刀一端顶住轴承安装部位，另一端贴近耳朵，便可听到轴承运转声。若轴承运转正常，其声音为连续而细小的"沙沙"声，不会有忽高忽低的变化及金属摩擦声。若出现以下几种声音则为不正常现象。

(1)轴承运转时有"吱吱"声，这是金属摩擦声，一般为轴承缺油所致，应拆开轴承加注适量润滑脂。

(2)若出现"唧哩"声，这是滚珠转动时发出的声音，一般为润滑脂干涸或缺油引起，可加注适量油脂。

(3)若出现"喀喀"声或"嘎吱"声，则为轴承内滚珠不规则运动而产生的声音，这是轴承内滚珠损坏或电动机长期不用，润滑脂干涸所致。

3.若传动机构和被传动机构发出连续而非忽高忽低的声音，可分以下几种情况处理。

(1)周期性"啪啪"声，为皮带接头不平滑引起。

(2)周期性"咚咚"

声，为联轴器或皮带轮与轴间松动以及键或键槽磨损引起。

(3)不均匀的碰撞声，为风叶碰撞风扇罩引起。

三、闻

通过闻电动机的气味也能判断及预防故障。若发现有特殊的油漆味，说明电动机内部温度过高;若发现有很重的糊味或焦臭味，则可能是绝缘层被击穿或绕组已烧毁。

四、摸

摸电动机一些部位的温度也可判断故障原因。为确保安全，用手摸时应用手背去碰触电动机外壳、轴承周围部分，若发现温度异常，其原因可能有以下几种。

1.通风不良。如风扇脱落、通风道堵塞等。

2.过载。致使电流过大而使定子绕组过热。

3.定子绕组匝间短路或三相电流不平衡。

4.频繁启动或制动。

5.若轴承周围温度过高，则可能是轴承损坏或缺油所致。

变频调速

一般的无刷直流电机本质上属于伺服电机，由同步电机和驱动器构成，是变频调速电机。变压调速的无刷直流电机是真正意义上的无刷直流电机，它由定子和转子构成，定子由铁心构成，线圈采用“顺-逆-顺-逆……”绕组，由此产生N-S群的固定磁场，转子由一个圆柱体磁铁构成（中间带轴），或由电磁铁加集电环组成，此无刷直流电机可以产生转矩，但不能控制方向，无论怎么说，本电机都是一项非常有意义的发明。

当作为一个直流发电机，本发明可以产生连续振幅的直流电流，从而避免使用滤波电容器，转子可以是永磁、有刷励磁或无刷励磁。当作为大型电机时，本电机会产生自感，需要采用保护装置。

国内发展

相关统计数据表明，通用产品产量增幅最大，其它派生专用系列电机产品也有较大增幅，例如，振动电机、振动筛电机、变频电机、电梯电机、潜水潜油电机、注塑机电动机、永磁同步电机、交流伺服电动机等。新产品开发也取得了不俗的业绩。

“十五”期间开发的“以冷代热”Y3系列三相异步电动机，2002年4月已通过专家鉴定，正在全国推广。另外，在主要派生系列上采用冷轧硅钢片更新换代产品的开发工作也在进行中，如高效电机系列、低噪声低振动电机系列、低压大功率电动机系列、IP23低压电动机系列等。

随着电动机制造行业竞争的不断加剧，大型电动机制造企业间并购整合与资本运作日趋频繁，国内外优秀的电动机制造企业愈来愈重视对行业市场的研究，特别是对企业发展环境和客户需求趋势变化的深入研究。正因为如此，一大批国内外优秀的电动机品牌迅速崛起，逐渐成为电动机制造行业中的翘楚.

业内专家指出，在“十五”期间，由于国民经济迅速发展，中小型电机产品产量比原来“十五”规划提出的目标有较大幅度的增长规划。

令人欣喜的还不止这些。行业整合加速,中小电机行业整合的大幕已然拉开。我国大大小小的电机厂近2000家，尽管企业数量庞大，但相当一批是小型企业。专家指出，由于生产厂家多、产量大，形成了互相抢占市场压价竞争局面。产品质量参差不齐、相互压价竞争、行业利润微薄等现象，已成为影响电机企业生存和发展的主要原因。

电机本身是劳动密集型产品，达不到一定产量规模很难产生效益，所以行业利润十分微薄，全国电机行业从业人员约30万人，2003年行业实现利润仅2.8亿元。据了解，即使在一些效益比较好的企业，纯利润也达不到5%。同时，由于大部分小企业生产工艺不过关，电机行业还存在大量产品质量不合格的现象。据调查，我国电机企业的废品、次品、返修品等不良损失平均在10%左右，而国外工业发达国家的电机企业不合格水平一般为0.3%。

近几年来，我国的电机行业也涌现了一批产量规模大，产品水平、质量好，技术装备先进的企业。但是，还没有哪一家的产品份额能在国内市场上占到统治地位。中小电机至今还没有形成具有国际影响力的品牌。电机行业亟需重新整合、优胜劣汰，这已成为电机行业的发展趋势。专家指出，电机行业虽然是一个老传统工业，然而各行各业配套电机不可缺少。而且，一些较大的电机企业占地面积大，所处地段好，收购兼并后，将会给收购者带来非常丰厚的效益和财源。

注意事项

（1）在拆卸前，要用压缩空气吹净电机表面灰尘，并将表面污垢擦拭干净。

（2）选择电机解体的工作地点，清理现场环境。

（3）熟悉电机结构特点和检修技术要求。

（4）准备好解体所需工具（包括专用工具）和设备。

（5）为了进一步了解电机运行中的缺陷，有条件时可在拆卸前做一次检查试验。为此，将电机带上负载试转，详细检查电机各部分温度、声音、振动等情况，并测试电压、电流、转速等，然后再断开负载，单独做一次空载检查试验，测出空载电流和空载损耗，做好记录。

（6）切断电源，拆除电机外部接线，做好记录。

（7）选用合适电压的兆欧表测试电机绝缘电阻。为了跟上次检修时所测的绝缘电阻值相比较以判断电机绝缘变化趋势和绝缘状态，应将不同温度下测出的绝缘电阻值换算到同一温度，一般换算至75℃。

（8）测试吸收比K。当吸收比大于1.33时，表明电机绝缘不曾受潮或受潮程度不严重。为了跟以前数据进行比较，同样要将任意温度下测得的吸收比换算到同一温度。