一、实验目的

（1）认识其他改善笼型异步电动机起动性能的方法。

（2）理解“集肤效应”。

二、实验仪器

实验仪器如表7-4所示。

表7-4　实验仪器

三、知识学习及操作步骤

从笼型异步电动机的起动情况来看，若采用全压起动，则起动电流过大，既影响电网电压，又不利于电动机本身。若采用降压起动，虽然可以减小起动电流，但起动转矩也相应减小。由式可知，若适当增大转子电阻，就可以在一定范围内提高起动转矩、减小起动电流。为此，人们通过改进鼠笼结构，利用“集肤效应”来实现转子电阻的自动调节，即起动时电阻较大，正常运转时电阻变小，以达到改善起动性能的目的。具有这种改善起动性能的笼型异步电动机有深槽式和双笼式两种。

1.深槽式异步电动机

这种电动机的转子槽做得又深又窄，如图7.6（a）所示。当转子绕组有电流时，槽中漏磁通的分布越靠底边，导体所链的漏磁通越多，槽漏抗越大。

在电机起动时，转子频率高（f2=f1），漏抗在阻抗中占主要部分。这时，转子电流的分布基本上与漏抗成反比，电流密度j沿槽高h的分布如图7.6（b）分所示，其效果犹如导体有效高度及截面积的缩小，增大了转子电阻r′2，因而可以增大起动转矩，改善电动机的起动性能。在频率较高时，电流主要分布在转子的上部，这种现象称之为“集肤效应”。

电机正常运转时，转子电流频率很小，相应漏抗减小。这时导体中电流分配主要取决于电阻，且电流分布均匀，集肤效应消失，转子电阻减小，于是深槽式电动机获得了与普通笼型电动机相近的运行特性。但深槽式电动机由于槽狭而深，故正常工作时漏抗较大，导致电动机功率因数、过载能力稍有降低。

图7.6　深槽式转子的集肤效应(www.daowen.com)

2.双笼式异步电动机

双笼式电动机的结构特点是转子铁芯上有两套分开的短路绕组。在转子外表的槽内放置着由黄铜或青铜材料制造的导条与端环组成的外笼，其截面较小、电阻较大；而内层则放置着由紫铜材料制造的导条与端环组成的内笼，其截面较大、电阻较小。转子槽形结构如图7.7（a）所示。若内外笼都用铸铝，可采用不同槽形截面来取得不同的阻值，即外笼截面小、电阻较大，内笼截面大、电阻较小，如图7.7（b）所示。

电动机起动时，转子电流频率高，漏抗大于电阻，内笼电抗大，电流集肤效应明显，使转子有效截面积减小、电阻变大，可产生较大的起动转矩。因起动时外笼起主要作用，故称其为起动笼。

正常运转时，转子电流频率很低，此时漏抗很小，外、内笼电流分配取绝于它们的电阻。因外笼电阻大，于是电流大部分在内笼流过，产生正常运行时的转矩，所以把内笼称为运行笼。

双笼式电动机起动性能比深槽式电动机的好。与一般电动机相比，由于它的工作绕组位于转子铁芯深处，漏感抗较大，因而功率因数和过载能力都比较低。

图7.7　双笼式异步电动机的绕组

四、实验内容及要求

（1）提前预习，在上课时能够更好地理解。

（2）注意理解“集肤效应”及如何由“集肤效应”达到改善性能的目的。

五、思考题

说明深槽式异步电动机和双笼式异步电动机结构上的差异及设计目的。

六、实验报告要求

回答思考题。