相異步電動機(jī)-原理

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1、3.1三相異步電動機(jī)的工作原理及結(jié)構(gòu)3.1.1結(jié)構(gòu)三相異步電動機(jī)的種類很多，但各類三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)是相同的，它們都由定子和轉(zhuǎn)子這兩大基本部分組成，在定子和轉(zhuǎn)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(jī)結(jié)構(gòu)圖1—軸承；2—前端蓋；3—轉(zhuǎn)軸；4—接線盒；5—吊環(huán)；6—定子鐵心；7—轉(zhuǎn)子；8—定子繞組；9—機(jī)座；10—后端蓋；11—風(fēng)罩；12—風(fēng)扇1．定子部分定子是用來產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的。三相電動機(jī)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

2、電動機(jī)外殼包括機(jī)座、端蓋、軸承蓋、接線盒及吊環(huán)等部件。機(jī)座：鑄鐵或鑄鋼澆鑄成型，它的作用是保護(hù)和固定三相電動機(jī)的定子繞組。中、小型三相電動機(jī)的機(jī)座還有兩個端蓋支承著轉(zhuǎn)子，它是三相電動機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)的重要組成部分。通常，機(jī)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(zhuǎn)子固定在定子內(nèi)腔中心，使轉(zhuǎn)子能夠在定子中均勻地旋轉(zhuǎn)。軸承蓋：也是鑄鐵或鑄鋼澆鑄成型的，它的作用是固定轉(zhuǎn)子，使轉(zhuǎn)子不能軸向移動，另外起存放潤滑油和保護(hù)軸承的作用。接線盒：一般是用鑄鐵澆鑄，其作用是保護(hù)和固定繞組的引出線端子。吊環(huán)：一

3、般是用鑄鋼制造，安裝在機(jī)座的上端，用來起吊、搬抬三相電動機(jī)。（2）定子鐵心異步電動機(jī)定子鐵心是電動機(jī)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(jī)的電路部分，三相電動機(jī)有三相繞組，通入三相對稱電流時，就會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)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

4、干線圈連接而成。每個繞組即為一相，每個繞組在空間相差120°電角度。線圈由絕緣銅導(dǎo)線或絕緣鋁導(dǎo)線繞制。中、小型三相電動機(jī)多采用圓漆包線，大、中型三相電動機(jī)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(biāo)為U1,V1,W1，末端分別標(biāo)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(jié)2．轉(zhuǎn)子部分（1）轉(zhuǎn)子鐵心是用0.5mm厚的硅鋼片疊壓而成，套在轉(zhuǎn)軸上，作用和定子

5、鐵心相同，一方面作為電動機(jī)磁路的一部分，一方面用來安放轉(zhuǎn)子繞組。（2）轉(zhuǎn)子繞組異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組分為繞線形與籠形兩種，由此分為繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)與籠形異步電動機(jī)。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(zhuǎn)軸上的三個與轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子電路中串接電阻或電動勢以改善電動機(jī)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(zhuǎn)子與外加變阻器的連接②籠形繞組在轉(zhuǎn)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(dǎo)條連接起

6、來，稱為銅排轉(zhuǎn)子，如圖3.5（a）所示。也可用鑄鋁的方法，把轉(zhuǎn)子導(dǎo)條和端環(huán)風(fēng)扇葉片用鋁液一次澆鑄而成，稱為鑄鋁轉(zhuǎn)子，如圖3.5（b）所示。100kW以下的異步電動機(jī)一般采用鑄鋁轉(zhuǎn)子。（a）銅排轉(zhuǎn)子（b）鑄鋁轉(zhuǎn)子圖3.5籠形轉(zhuǎn)子繞組3．其他部分其他部分包括端蓋、風(fēng)扇等。端蓋除了起防護(hù)作用外，在端蓋上還裝有軸承，用以支撐轉(zhuǎn)子軸。風(fēng)扇則用來通風(fēng)冷卻電動機(jī)。三相異步電動機(jī)的定子與轉(zhuǎn)子之間的空氣隙，一般僅為0.2mm～1.5mm。氣隙太大，電動機(jī)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(qiáng)，從而使附加損耗增加以

7、及使啟動性能變差。3.1.2工作原理1．三相交流電機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子之所以會旋轉(zhuǎn)、實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換，是因為轉(zhuǎn)子氣隙內(nèi)有一個旋轉(zhuǎn)磁場。下面來討論旋轉(zhuǎn)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(shè)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(shè)為了分析方便，假設(shè)電流為正值時，在繞組中從始端流向末端，電流為負(fù)值時，在繞組中從末端流向首端。當(dāng)?shù)乃查g，=

8、0，為負(fù)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(jié)果，便形成一個合成磁場，如圖3.7（a）所示，可見此時的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(zhuǎn)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，