三相异步电动机的基本结构和工作原理,看这一篇就够了
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三相异步电动机的基本结构 三相异步电动机的结构主要由定子和转子两大部分组成。转子装在定子腔内,定、转子之间有一缝隙,称为气隙。图4.1为笼型异步电动机的结构。
图4.1 三相笼型异步电动机的结构 1—散热筋;2—吊环;3—接线盒; 4—机座;5—前轴承外盖;6—前端盖; 7—前轴承;8—前轴承内盖;9—转子; 10—风叶;11—风罩;12—笼型转子绕组;13—转子铁芯;14—定子铁芯;15—定子绕组;16—后端盖 定子部分主要由定子铁芯、定子绕组和机座三部分组成。 定子铁芯是电动机磁路的一部分,一般由0.5mm厚的导磁性能较好的硅钢片叠成,安放在机座内,如图4.2所示。
图4.2 定子机座和铁芯冲片 (a)定子铁芯及机座(b)定子铁芯冲片 定子绕组是电动机的电路部分,它嵌放在定子铁芯冲片的内圆槽内。定子绕组分单层和双层两种,一般小型异步电动机采用单层绕组,大中型异步电动机采用双层绕组。 机座的作用是固定和支撑定子铁芯及端盖,因此,机座应有较好的机械强度和刚度。中小型电动机一般用铸铁机座,大型电动机则用钢板焊接而成。 转子主要由转子铁芯、转子绕组和转轴三部分组成,整个转子靠端盖和轴承支撑着。转子的主要作用是产生感应电流,形成电磁转矩,以实现电能到机械能的能量转换。 转子铁芯是电机磁路的一部分,一般也用0.5mm厚的硅钢片叠成,转子铁芯冲片有嵌放绕组的槽,如图4.3所示。转子铁芯固定在转轴或转子支架上。
图4.3 转子铁芯冲片 根据转子绕组的结构形式,异步电动机分为笼型转子和绕线转子两种。 (1)笼型转子 在转子铁芯的每一个槽中,插入一根裸导条,在铁芯两端分别用两个短路环把导条连接成一个整体,形成一个自身闭合的多相短路绕组。如去掉转子铁芯,整个绕组犹如一个“松鼠笼子”,由此得名笼型转子,如图4.4所示。中小型电动机的笼型转子一般都是铸铝的,如图4.4(a)所示;大型电动机则采用铜导条,如图4.4(b)所示。
图4.4 笼型转子 (2)绕线转子 绕线转子的绕组与定子绕组相似,它是在绕线转子铁芯的槽内嵌有绝缘导线组成的三相绕组,一般作星形联结,三个端头分别接在与转轴绝缘的三个滑环上,再经一套电刷引出来与外电路相连,如图4.5所示。
图4.5 绕线转子 一般绕线转子电动机在转子回路中串电阻,若所串电阻仅用于启动,则为了减少电刷的摩擦损耗,还装有提刷装置,如图4.6所示,在启动过程结束后提起电刷。
图4.6 绕线转子集电环及提刷装置 转轴用强度和刚度较高的低碳钢制成。整个转子靠轴承和端盖支撑着,端盖一般用铸铁或钢板制成,它是电机外壳机座的一部分,中小型电机一般采用带轴承的端盖。 (3)气隙 异步电动机的气隙是均匀的,气隙大小对异步电动机的运行性能和参数影响较大。由于励磁电流由电网供给,气隙越大,励磁电流也就越大,而励磁电流又属无功性质,它会影响电网的功率因数。因此,异步电动机的气隙大小往往为机械条件所能允许达到的最小数值,中、小型电机一般为0.1~1mm。 三相异步电动机的工作原理 下面用简单、形象的图解法来分析旋转磁场的形成,以加深对三相交流绕组旋转磁场的理解。 (1)用图解法分析旋转磁场的步骤 (2)过程分析 图4.7为用图解法分析旋转磁场的电机绕组结构图。图中交流电机的定子上安放着对称的三相绕组U1-U2、V1-V2、W1-W2。
图4.7 用图解法分析旋转磁场 (a)ωt=0°时; (b)ωt=120°时; (c)ωt=240°时; (d)ωt=360°时 三相对称交流电流的波形如图4.8所示。
图4.8 三相对称交流电流的波形 假定电流从绕组首端流入为正,流出为负;末端流出为正,流入为负。电流的流入端用符号表示,流出端用符号☉表示。对称三相交流电流通入对称三相绕组时,便产生一个旋转磁场。下面选取各相电流出现最大值的几个瞬间进行分析。 |
















