電動機結(jié)構(gòu)原理

內(nèi)容提要

本章先講述三相異步電動機的工作原理、基本結(jié)構(gòu)、主要系列，然后針對定子繞組的基本知識、繞組的感應(yīng)電動勢、三相異步電動機的空載、負載運行特性、功率及轉(zhuǎn)矩平衡、工作特性等進行討論。最后針對三相交流異步電動機的常見故障進行了分析介紹。4.1三相異步電動機的工作原理及結(jié)構(gòu)4.1.1結(jié)構(gòu):定子、轉(zhuǎn)子、氣隙等。1．定子部分定子作用：產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場；組成：外殼、鐵心、繞組。（1）外殼：機座：鑄鐵件，保護和固定定子繞組。外表有散熱片散熱性能好。端蓋：鑄鐵件，作用：固定轉(zhuǎn)子。接線盒：保護和固定繞組的引出線端子。吊環(huán)：起吊、搬抬三相電動機。

定子部分（2）定子鐵心是磁路的一部分，由薄硅鋼片疊成。鐵心內(nèi)圓有均勻分布的槽口，用來嵌放定子繞圈。定子沖片定子鐵心定子部分（3）定子繞組是電動機的電路部分，三相繞組對稱。線圈由絕緣銅導(dǎo)線繞制。繞組的六個出線端都引至接線盒上，首端標為U1,V1,W1，末端標為U2,V2,W2。排列如圖，可以接成星形或三角形。（a）星形連接（b）三角形連接

2．轉(zhuǎn)子部分

（1）轉(zhuǎn)子鐵心由薄硅鋼片疊成，是磁路的一部分，也用來安放轉(zhuǎn)子繞組。（2）轉(zhuǎn)子繞組繞線形與籠形兩種。①繞線形繞組是三相繞組，一般接成星形，三相首端引出到集電環(huán)上，通過電刷裝置與外電路相連，可串入電阻或電動勢以改善電動機的運行性能。

1—集電環(huán)；2—電刷；3—變阻器

轉(zhuǎn)子部分②籠形繞組在轉(zhuǎn)子鐵心的每一個槽中插入一根銅條，兩端用一個端環(huán)把導(dǎo)條連接起來，如圖所示。也可把轉(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，如圖所示。100kW以下的異步電動機一般采用鑄鋁轉(zhuǎn)子。（a）銅排轉(zhuǎn)子（b）鑄鋁轉(zhuǎn)子

3．其他部分其他部分包括端蓋、風(fēng)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(zhuǎn)子軸。風(fēng)扇則用來通風(fēng)冷卻電動機。三相異步電動機的定子與轉(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。4.1.2工作原理1．旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生在空間位置上對稱的定子繞組中通入時間相位上對稱的三相交流電。設(shè)：圖4.7三相交流電流波形圖

工作原理設(shè)電流為正時，在繞組中從首端流向末端，為負時，從末端流向首端。當(dāng)0度瞬間，U為零、V為負，W為正，產(chǎn)生的合成磁場，如圖4.7（a）所示，右邊是N極，左邊是S極。圖4.7兩極旋轉(zhuǎn)磁場示意圖工作原理當(dāng)90度瞬間，U為正；V、W為負，產(chǎn)生的合成磁場，如圖（b）所示。工作四原理當(dāng)18傻0度瞬搜間，U為零政；V為正麻、W為負削，產(chǎn)勺生的吩合成沿磁場迅，如業(yè)圖（c）所每示。工作劈燕原理當(dāng)30趙0度瞬寄間，U為負稅；V為零崗、W為正騾，產(chǎn)烏生的葡合成存磁場滋，如傲圖（d）所膚示。工作折原理可見皆，在兆電機盯中形炮成的毒合成呈磁場責(zé)，是鋪一個僵隨時帳間變業(yè)化的給旋轉(zhuǎn)袖磁場債。當(dāng)靈電流所變化支一個贏周期,磁場籠也旋屠轉(zhuǎn)一旁周。當(dāng)定作子繞陣組連顛接形壁成的詳是兩興對磁拳極時需，用腦相同偽的方綿法分蛙析知突：電饞流變姓化一痕個周嗓期，郵磁場挨只轉(zhuǎn)經(jīng)動了旋半圈澤，即俯轉(zhuǎn)速而減慢番了一嘉半，塑由此璃得：工作鐮原理2．感密應(yīng)電搞動勢月的產(chǎn)編生旋轉(zhuǎn)肝磁場愁的磁牢力線祖被轉(zhuǎn)號子導(dǎo)鉛體切矩割，寧產(chǎn)生革感應(yīng)落電動蛙勢及激電流景。設(shè)化旋轉(zhuǎn)盆磁場蹤蝶順轉(zhuǎn)革，且分某時列刻為編上北湖極N下南艘極S。據(jù)夕右手禁定則眉可判鉆斷電勸流方血向。圖4.稼8三相鏈電動罪機的朗轉(zhuǎn)動剝原理工作責(zé)原理3.轉(zhuǎn)子屯的轉(zhuǎn)甩動流過謊電流仆的轉(zhuǎn)認子導(dǎo)渴體在益磁場史中要仍受到兼電磁帳力作瞇用，駁力F的方挖向可伐用左竿手定限則確霧定。呢該電椒磁對嶼轉(zhuǎn)軸任形成璃電磁董轉(zhuǎn)矩魚，使軍轉(zhuǎn)子游按照主旋轉(zhuǎn)草磁場爪的方混向旋叛轉(zhuǎn)，清轉(zhuǎn)速籍為n。轉(zhuǎn)速n總是苦小于牽而接思近于旋轉(zhuǎn)姻磁場客的轉(zhuǎn)久速n1。工作鬼原理4．轉(zhuǎn)緩差率n1與n之差愚與n1之比噸稱為許轉(zhuǎn)差既率s，即轉(zhuǎn)差題率是階異步堆電動頸機的艇一個君基本肯參數(shù)避，對構(gòu)分析杠和計液算運膽行狀款態(tài)及奇其機目械特根性有秀著重蕉要的猜意義杯。4.扇1.蘆3三相寶異步巾電動挨機的紋銘牌1．型咬號國產(chǎn)樹中小腐型三霧相電爽動機疏型號嬸的系橫列為Y系列夕，是辯以電蔑機中爆心高統(tǒng)度為擇依據(jù)歷編制牧規(guī)格肥系列桶，如Y-20呈0L咐2-6中、語小型架三相截異步昏電動悄機的蛾機座竿號與溉定子跡鐵心做外徑鮮及中淚心高栗度的擦關(guān)系嚴見表4.仰2和表4.宿3。異步電動機中心高度200mm6極2號鐵心長機座（M——中機座）（S——短機座）表4-兵1三相憲異步幸電動晴機銘鉆牌三相異步電動機型號Y2-200L-4額定功率30kW額定電流57.63A額定電壓380V頻率50HZ接法D額定轉(zhuǎn)速1470r/min防護等級IP54工作制SIF級絕緣功率因數(shù)0.82效率0.84××電機廠在三筍相異螺步電另動機價的外暑殼上苦，固貸定有勢一牌睜子，跌稱銘皂牌。翻銘牌或上注赤明這狗臺三悉相電擴動機曠的主快要技如術(shù)數(shù)男據(jù)，紙是選指擇、梁安裝圣、使楚用和猶修理噸（包孟括重居繞組膽）三叫相電島動機耕的重鍛要依述據(jù)，唱如表4-鋒1所示栽，銘音牌的雀主要俯內(nèi)容掌如下偵。主要飾系列中、布小型冤三相但異步競電動迎機的說機座衛(wèi)號與亮定子饅鐵心剩外徑導(dǎo)及中疲心高志度的棋關(guān)系貫見表4.罷2和表4.抄3。表4.堂2小型嚼異步那三相宵電動吩機表4.故33中型素異步釣三相羞電動抄機機座號1112131415定子鐵心外徑（mm）560650740850990中心高度（mm）375450500560620機座號123456789定子鐵心外徑（mm）120145167210245280327368423中心高度（mm）90100112132160180225250280主要彈系列2．額詞定功穩(wěn)率滿載糞運行浪時軸觀上所贈輸出外的額嘴定機叮械功浪率（kW）3．額岸定電遣壓指接憐到電眉動機毅繞組腔上的片線電拒壓，丟使用荷時應(yīng)滲按規(guī)按定加嫌電壓漠。4．額駕定電瀉流在額淘定電海壓下赤，輸蔑出額趴定功翻率時應(yīng)，流任入定日子繞修組的辨線電司流。額定紛功率奏與其罷他額線定數(shù)趟據(jù)之觀間有洋如下弱關(guān)系示式：5.額定箱頻率：主要鎮(zhèn)系列6．額夾定轉(zhuǎn)杯速小于介對應(yīng)嫌的同勾步轉(zhuǎn)版速n1。如n1=1籍5闖00技r/觸mi廳n，則nN=1你4鞏40則r/潑mi臭n。7．絕緣軍等級絕緣暢等級摘是指鋸三相遷電動繭機所臂采用茂的絕閱緣材纖料的澇耐熱爽能力辟，它索表明謎三相慘電動笨機允戀許的遍最高艇工作純溫度辛。8．定暴額允許柔連續(xù)奮使用刺的時件間，澤分為肚連續(xù)探、短筆時、裁周期波斷續(xù)堡三種衫。（1）連掃續(xù)（2）短浩時（3）周臥期斷端續(xù)主要省系列9．接叔法星形扭（Y）和三狡角形明（D）兩種寺。定汁子繞旱組的僑連接污只能休按規(guī)巡壽定方丸法連哥接，皺不能損任意腫改變澆接法固，否尤則會士損壞纖三相芳電動貢機。10．防絞護等莖級外殼萍的防貓護等抖級，IP是防核護等年級標雙志符貸號，緊數(shù)字援分別熄表示紛電機落防固圖體和靜防水升能力編。如IP紹44中第掘一位酸數(shù)字輝“4”表示示電機餓能防定止直吉徑或逗厚度脆大于1毫米腳的固籌體進捷入電謎機內(nèi)表殼。皂第二用位數(shù)牛字“4”表示齒能承幼受任即何方變向的影濺水袖。4.仿1.宵4三相亡異步源電動食機的雅主要截系列Y系列勻三相守異步相電動水機主癢要系犁列的厘型號泉、名汁稱、運使用亭特點津和場招合見施表4-煤4所示型號名稱使用特點和場合Y(IP44)Y(IP23)(封閉式)小型三相異步電動機(防護式)為一般用途三相籠型異步電動機，可用于起動性能、調(diào)速性能及轉(zhuǎn)差率無特殊要求的機械設(shè)備，如金屑切削、機床、水泵、運輸機械、農(nóng)用機械IP44——封閉式，能防止灰塵、水滴大量地進入電動機內(nèi)部，適用于灰塵多、水土飛濺的場合1P23——防護式，能防止水滴或其他雜物從垂直線成600角的范圍內(nèi)，落入電動機內(nèi)部，適用于周圍環(huán)境比較干凈、防護要求較低的場合YX高效率三相異步電動機電動機效率指標較基本系列平均提高3％，適用于運行時間較長，負載率較高的場合，可較大幅度的節(jié)約電能YD變極多速三相異步電動機電動機的轉(zhuǎn)速可逐級調(diào)節(jié)，有雙速、三速和四速三種類型，調(diào)節(jié)方法比較簡單，適用于不要求平滑謂速的升降機、車床切削等YH高轉(zhuǎn)差率三相異步電動機較高的起動轉(zhuǎn)矩，較小的起動電流，轉(zhuǎn)差率高機械特性軟。適用于具有沖擊性負載起動及逆轉(zhuǎn)較頻繁的機械設(shè)備，如剪床、沖床、鍛冶機械等型號名稱使用特點和場合YB隔爆型三相異步電動機電動機外客結(jié)構(gòu)有隔爆措施，可用于燃性氣體(如瓦斯和煤塵)或蒸氣與空氣形成的爆炸混合物的化工、煤礦等易燃易爆場所YCT電磁調(diào)速三相異步電動機由普通籠型電動機、電磁轉(zhuǎn)差離合器組成，用晶閘管可控直流進行無級調(diào)速，具有結(jié)構(gòu)簡單、控