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电动机 分类 异步电动机原理和结构 异步电动机的主要用途和分类 异步电机主要用作电动机,去拖动各种生产机械。 异步电动机的优点:结构简单、容易制造、价格低廉、运行可靠、坚固耐用、运行效率较高和具有适用的工作特征。 异步电动机的缺点:功率因数较差。异步电动机运行时,必须从电网或系统里吸收落后性的无功功率,它的功率因数总是小于1。 异步电动机运行时,定子绕组接到交流电源上,转子绕组自身短路,由于电磁感应的关系,在转子绕组中产生电动势、电流,从而产生电磁转矩。所以,异步电机又叫感应电机。 异步电动机原理和结构 异步电动机的种类很多,从不同角度看,有不同的分类法: 按定子相数分有:单相、两相、三相异步电动机。 按转子结构分有:绕线式、鼠笼式异步电动机。后者又包括单鼠笼、双鼠、深槽式异步电动机。 此外,根据电机定子绕组上所加电压的大小,又有高压、低压异步电动机之分。从其它角度看,还有高起动转矩异步电机、高转差率异步电机、高转速异步电机等等。 异步电动机原理和结构 异步电动机原理和结构 异步电动机定子:由机座、定子铁心和定子绕组三部分组成。 1、定子铁心:是电动机磁路的一部分,装在机座里。为了降低定子铁心里的铁损耗,定子铁心用0.5mm厚的硅钢片叠压而成的,在硅钢片的两面还应途上绝缘漆。下图所示为定子槽,其中(a)是开口槽,用于大、中型容量的高压异步电动机中;(b)是半开口槽,用于中型500V以下的异步电动机中;(c)是半闭口槽,用于低压小型异步电动机中。 异步电动机原理和结构 2、定子绕组:定子绕组用绝缘的铜(或铝)导线绕成,嵌在定子槽内。高压大、中型容量的异步电动机定子绕组常采用Y接,只有三根引出线,如图所示。对中、小容量低压异步电动机,通常把定子三相绕组的六根出线头都引出来,根据需要可接成Y形或△形。 异步电动机原理和结构 3、机座:主要是为了固定与支撑定子铁心。如果是端盖轴承电机,还要支撑电机的转子部分。因此,机座应有足够的机械强度和刚度。对中、小型异步电动机,通常用铸铁机座。对大型电机,一般采用钢板焊接的机座,整个机座和座式轴承都固定在同一个底板上。 气隙: 异步电动机的气隙比同容量直流电动机的气隙小得多,在中、小型异步电动机中,气隙一般为0.2~0.7mm左右。 异步电动机原理和结构 异步电动机的转子:是由转子铁心、转子绕组和转轴组成的 。 1、转子铁心:是电机磁路的一部分,用0.5mm厚的硅钢片叠压而成。铁心固定在转轴或转子支架上,整个转子的外表呈圆柱形。 2、转子绕组:分为笼型和绕线型两类。 1)笼型转子:笼型绕组是一个自己短路的绕组。在转子的每个槽里放上一根导体,在铁心的两端用端环连接起来,形成一个短路的绕组。如果把转子铁心拿掉,则可看出,剩下来的绕组形状像个松鼠笼子,如图(a) 所示,因此又叫鼠笼转子。导条的材料有用铜的,也有用铝的。如果用的是铜料,就需要把事先做好的裸铜条插入转子铁心上的槽里,再用铜端环套在伸出两端铜条上,最后焊在一起,如图(b)所示。如果用的是铸铝,就连同端环、风扇一次铸成,如图(c)所示 。笼型转子结构简单、制造方便、是一种经济、耐用的电机,所以应用极广。 异步电动机原理和结构 2)绕线型转子:绕线型转子的槽内嵌放有用绝缘导线组成的三相绕组,一般都联接成Y形。转子绕组的三条引线分别接到三个滑环上,用一套电刷装置引出来,如图所示。这就可以把外接电阻串联到转子绕组回路里去,以改善电动机的启动性能或调节电动机的转速。与笼型转子相比较,绕线型转子结构稍复杂,价格稍贵,因此只在要求起动电流小,起动转距大,或需平滑调速的场合使用。 异步电动机原理和结构 异步电动机的工作原理:当三相异步电动机定子绕组接通三相电交流源后,在电机空间内就形成一个圆形同步旋转磁场,转速ns,方向为逆时针旋转,若转子静止不转,此时转子绕组与旋转磁场间有相对运动,从而在转子绕组中感应出电动势e,方向由右手定则确定。由于转子导条彼此在端部短接,使转子绕组构成闭合回路,于是转子绕组中便有电流,不考虑电动势与电流的相位差时,电流方向与电动势方向相同。这样,转子电流便和旋转磁场相互作用,转子在磁场中受力f,产生电磁转矩T作用在转子上,方向由左手定则判定。方向与旋转磁场方向相同,从而使电机转子顺着旋转磁场的方向转动起来。 异步电动机原理和结构 一般情况下异步机转速n总是小于同步旋转磁场的转速ns。 异步机之所以能够转动,关键在于转子绕组与磁场之间存在相对运动,而感应电势产生电流,从而产生电磁力。如n=ns,不存在磁场与转子之间的相对运动,在转子导条中就不感应电势,不产生转矩,电机就不能转动,所以n总是与ns异步的旋转,所以我们也称感应电动机为异步电动机。 我们定义转子转速n与旋转磁场的转速ns相差的程度与同步转速ns之比为转差
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