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1、3.1三相異步電動機的工作原理及結構3.1.1結構三相異步電動機的種類很多，但各類三相異步電動機的基本結構是相同的，它們都由定子和轉子這兩大基本部分組成，在定子和轉子之間具有一定的氣隙。此外，還有端蓋、軸承、接線盒、吊環(huán)等其他附件，如圖4.1所示。圖3.1封閉式三相籠型異步電動機結構圖1—軸承；2—前端蓋；3—轉軸；4—接線盒；5—吊環(huán)；6—定子鐵心；7—轉子；8—定子繞組；9—機座；10—后端蓋；11—風罩；12—風扇1．定子部分定子是用來產(chǎn)生旋轉磁場的。三相電動機的定子一般由外殼、定子鐵心、定子繞組等部分組成。（1）外殼三相電動機外殼包括機座
2、、端蓋、軸承蓋、接線盒及吊環(huán)等部件。機座：鑄鐵或鑄鋼澆鑄成型，它的作用是保護和固定三相電動機的定子繞組。中、小型三相電動機的機座還有兩個端蓋支承著轉子，它是三相電動機機械結構的重要組成部分。通常，機座的外表要求散熱性能好，所以一般都鑄有散熱片。端蓋：用鑄鐵或鑄鋼澆鑄成型，它的作用是把轉子固定在定子內(nèi)腔中心，使轉子能夠在定子中均勻地旋轉。軸承蓋：也是鑄鐵或鑄鋼澆鑄成型的，它的作用是固定轉子，使轉子不能軸向移動，另外起存放潤滑油和保護軸承的作用。接線盒：一般是用鑄鐵澆鑄，其作用是保護和固定繞組的引出線端子。吊環(huán)：一般是用鑄鋼制造，安裝在機座的上端，用
3、來起吊、搬抬三相電動機。（2）定子鐵心異步電動機定子鐵心是電動機磁路的一部分，由0.35mm～0.5mm厚表面涂有絕緣漆的薄硅鋼片疊壓而成，如圖3.2所示。由于硅鋼片較薄而且片與片之間是絕緣的，所以減少了由于交變磁通通過而引起的鐵心渦流損耗。鐵心內(nèi)圓有均勻分布的槽口，用來嵌放定子繞圈。（a）定子鐵心（b）定子沖片圖3.2定子鐵心及沖片示意圖（3）定子繞組定子繞組是三相電動機的電路部分，三相電動機有三相繞組，通入三相對稱電流時，就會產(chǎn)生旋轉磁場。三相繞組由三個彼此獨立的繞組組成，且每個繞組又由若干線圈連接而成。每個繞組即為一相，每個繞組在空間相差1
4、20°電角度。線圈由絕緣銅導線或絕緣鋁導線繞制。中、小型三相電動機多采用圓漆包線，大、中型三相電動機的定子線圈則用較大截面的絕緣扁銅線或扁鋁線繞制后，再按一定規(guī)律嵌入定子鐵心槽內(nèi)。定子三相繞組的六個出線端都引至接線盒上，首端分別標為U1,V1,W1，末端分別標為U2,V2,W2。這六個出線端在接線盒里的排列如圖4.3所示，可以接成星形或三角形。（a）星形連接（b）三角形連接圖3.3定子繞組的聯(lián)結2．轉子部分（1）轉子鐵心是用0.5mm厚的硅鋼片疊壓而成，套在轉軸上，作用和定子鐵心相同，一方面作為電動機磁路的一部分，一方面用來安放轉子繞組。（2）轉
5、子繞組異步電動機的轉子繞組分為繞線形與籠形兩種，由此分為繞線轉子異步電動機與籠形異步電動機。①繞線形繞組與定子繞組一樣也是一個三相繞組，一般接成星形，三相引出線分別接到轉軸上的三個與轉軸絕緣的集電環(huán)上，通過電刷裝置與外電路相連，這就有可能在轉子電路中串接電阻或電動勢以改善電動機的運行性能，見圖3.4。1—集電環(huán)；2—電刷；3—變阻器圖3.4繞線形轉子與外加變阻器的連接②籠形繞組在轉子鐵心的每一個槽中插入一根銅條，在銅條兩端各用一個銅環(huán)（稱為端環(huán)）把導條連接起來，稱為銅排轉子，如圖3.5（a）所示。也可用鑄鋁的方法，把轉子導條和端環(huán)風扇葉片用鋁液一
6、次澆鑄而成，稱為鑄鋁轉子，如圖3.5（b）所示。100kW以下的異步電動機一般采用鑄鋁轉子。（a）銅排轉子（b）鑄鋁轉子圖3.5籠形轉子繞組3．其他部分其他部分包括端蓋、風扇等。端蓋除了起防護作用外，在端蓋上還裝有軸承，用以支撐轉子軸。風扇則用來通風冷卻電動機。三相異步電動機的定子與轉子之間的空氣隙，一般僅為0.2mm～1.5mm。氣隙太大，電動機運行時的功率因數(shù)降低；氣隙太小，使裝配困難，運行不可靠，高次諧波磁場增強，從而使附加損耗增加以及使啟動性能變差。3.1.2工作原理1．三相交流電機的旋轉磁場三相異步電動機轉子之所以會旋轉、實現(xiàn)能量轉換，
7、是因為轉子氣隙內(nèi)有一個旋轉磁場。下面來討論旋轉磁場的產(chǎn)生。如圖3.6所示，U1U2,V1V2,W1W2為三相定子繞組，在空間彼此相隔120°，接成Y形。三相繞組的首端U1,V1,W1接在三相對稱電源上，有三相對稱電流通過三相繞組。設電源的相序為U,V,W,的初相角為零，如圖4.6波形圖所示。圖3.6三相交流電流波形圖設為了分析方便，假設電流為正值時，在繞組中從始端流向末端，電流為負值時，在繞組中從末端流向首端。當?shù)乃查g，=0，為負值，為正值，根據(jù)”右手螺旋定則”，三相電流所產(chǎn)生的磁場疊加的結果，便形成一個合成磁場，如圖3.7（a）所示，可見此時的
8、合成磁場是一對磁極（即二極），右邊是N極，左邊是S極。圖3.7兩極旋轉磁場示意圖空間120度對稱分布的三相繞組通過三相對稱的交流電流時，
