理论教育 三相异步电动机的基本结构解析

三相异步电动机的基本结构解析

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:笼型三相异步电动机结构简单、制造容易、成本低、运行可靠,而绕线型异步电动机的起动、制动及调速性能好,目前笼型三相异步电动机是三相异步电动机的主流,因此以笼型三相异步电动机为例介绍其基本结构。笼型三相异步电动机主要由两大部分构成:定子和转子。图2-1为笼型三相异步电动机的基本结构。三相异步电动机定子绕组是由三个完全相同的绕组构成的三相对称绕组,每个绕组为一相,三相绕组在空间互差120°。

三相异步电动机的基本结构解析

笼型三相异步电动机结构简单、制造容易、成本低、运行可靠,而绕线型异步电动机的起动、制动及调速性能好,目前笼型三相异步电动机是三相异步电动机的主流,因此以笼型三相异步电动机为例介绍其基本结构。笼型三相异步电动机主要由两大部分构成:定子和转子。定子是固定不动的部分,转子是旋转部分,定子与转子之间有空气隙。图2-1为笼型三相异步电动机的基本结构。

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图2-1 笼型三相异步电动机的结构图

1—轴承 2—前端盖 3—转轴 4—接线盒 5—吊环 6—定子铁心 7—转子铁心 8—定子绕组 9—机座 10—后端盖 11—风罩 12—风扇

1.定子

异步电动机定子由定子铁心、定子绕组、机座和端盖等几个主要部分组成。

定子铁心的作用是作为电动机主磁通磁路的一部分和安放定子绕组,如图2-2a所示。为了减少旋转磁场在铁心中引起的涡流损耗和磁滞损耗,定子铁心用0.5mm厚的硅钢片叠压而成,而且在硅钢片的两面涂以绝缘漆。为了安放定子绕组,在定子铁心内圆开有槽,槽的形状有:半闭口槽、半开口槽和开口槽等,如图2-2b所示。

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图2-2 定子铁心及定子槽型

a)定子铁心 b)定子槽型

定子绕组是电动机的电路部分,由若干线圈按一定规律连接而成,每个线圈有两个有效边,分别放在两个槽里。定子绕组的作用是通过电流建立磁场、感应电动势,以实现机电能量的转换。定子绕组在槽内的布置可以是单层的,也可以是双层的。三相异步电动机定子绕组是由三个完全相同的绕组构成的三相对称绕组,每个绕组为一相,三相绕组在空间互差120°。三相绕组的两端分别用U1—U2、V1—V2、W1—W2表示,六个出线头都引到接线盒上,根据需要可接成Y和△形。

机座的作用是固定与支撑定子铁心,故要求它有足够的机械强度和刚度。中、小型电动机一般采用铸铁机座,而大容量异步电动机采用钢板焊接机座。根据不同的冷却方式采用不同的机座形式,封闭式中、小型异步电动机的机座表面有散热筋片以增加散热面积。大型异步电动机机座内壁与定子铁心之间隔开一定距离而作为冷却空气的通道。端盖的作用是安装轴承来支撑转子,使定、转子之间保证一定的同心度。(www.daowen.com)

2.转子

转子由铁心、绕组和转轴组成,转子铁心也是电动机磁路的一部分,为了减少涡流损耗和磁滞损耗,也由0.5mm的硅钢片叠压而成。转子铁心、气隙与定子铁心构成电动机的完整磁路,转子铁心与转轴必须可靠地固定,以便传递机械功率。转子铁心的外圆周上也冲满槽,槽内安放转子绕组。转子绕组的作用是感应电动势,形成电流通路和产生电磁转矩。笼型转子绕组由槽内的导条和端环构成多相对称闭合绕组,有铸铝和铜条两种结构。铸铝转子把导条、端环和风扇一起铸出,结构简单、制造方便,常用于中、小型电动机,如图2-3a所示。铜笼转子把所有的铜条和端环焊接在一起,形成短路绕组,如图2-3b所示。笼型转子如果把铁心去掉,单看绕组部分形似鼠笼,因此称为笼型转子。对于中、小型异步电动机,笼型转子一般采用铸铝方式,将导条、端环和风叶一次铸出。笼型转子无需集电环、又无绝缘,所以结构简单、制造方便,成本低、运行可靠。

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图2-3 笼型转子

a)铸铝转子绕组 b)铜笼型转子绕组

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图2-4 笼型三相异步电动机立体结构剖面

笼型三相异步电动机除定子和转子外,还有轴承、机座、风扇等。图2-4为笼型三相异步电动机的立体结构剖面。

绕线型转子绕组与定子绕组一样,也是一个对称三相绕组,常联结成星形,其三根引出线分别接到轴上的三个集电环,再经电刷引出而与外部电路接通。通过集电环与电刷而在转子回路中串入外接的附加电阻或其他控制装置,可以改善异步电动机的起动性能及调速性能。绕线式异步电动机还装有提刷短路装置,当电动机起动完毕而又不需调速时,可操作手柄将电刷提起同时使三只集电环短路起来,其目的是减少电刷磨损和摩擦损耗。

3.气隙

异步电动机定、转子之间的气隙大小对异步电动机的运行性能和参数影响较大,由于励磁电流由电源供给,气隙越大,励磁电流也就越大,影响系统的功率因数,为了提高电动机的功率因数,气隙应尽可能地小;但是气隙过小时,将使装配困难,运行不可靠,谐波磁场增强,从而使附加损耗增加以及使起动特性变差。因此,异步电动机的气隙大小往往为机械条件所能允许到达的最小数值,中、小型电动机一般为0.25~1.5mm。

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