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实训一 异步电机的基础知识一、交流异步电动机的基本结构三相交流异步电动机主要由静止的部分定子和旋转的部分转子组成，定子和转子之间由气隙分开，根据异步电动机的工作原理，这两部分主要由铁心（磁路部分）和绕组（电路部分）构成，它们是电动机的核心部件。图3-2为三相异步电动机结构示意图。图3-2 三相异步电动机结构1定子定子由定子铁心、定子绕组、机座和端盖等组成。机座的主要作用是用来支撑电机各部件，因此应有足够的机械强度和刚度，通常用铸铁制成。为了减少涡流和磁滞损耗， 定子铁心用0.5 mm厚涂有绝缘漆的硅钢片叠成，铁心内圆周上有许多均匀分布的槽，槽内嵌放定子绕组， 如图3-3所示。 定子绕组分布在定子铁心的槽内， 小型电动机的定子绕组通常用漆包线绕制， 三相绕组在定子内圆周空间彼此相隔120电角度，每相的导体数、并联支路数相等，导体规格一样，每相导体或线圈在空间的分布规律一样。图3-3 三相异步电动机定子结构转子转子由转子铁心、转子绕组、转轴和风扇等组成。转子铁心也用0.5 mm厚硅钢片冲成转子冲片叠成圆柱形， 压装在转轴上。 其外围表面冲有凹槽，用以安放转子绕组。 异步电动机按转子绕组形式不同， 可分为绕线式和鼠笼式两种。 绕线式转子的绕组和定子绕组一样，也是三相绕组，绕组的三个末端接在一起（Y型），三个首端分别接在转轴上三个彼此绝缘的铜制滑环上，再通过滑环上的电刷与外电路的变阻器相接，以便调节转速或改变电动机的起动性能，如图3-4所示。绕线式异步电动机由于其结构复杂， 价位较高， 所以通常用于起动性能或调速要求高的场合。图3-4 绕线式转子鼠笼式转子绕组是在转子铁心槽内插入铜条， 两端再用两个铜环焊接而成的。 若把铁心拿出来， 整个转子绕组外形很像一个鼠笼， 故称鼠笼式转子。 对于中小功率的电机， 目前常用铸铝工艺把鼠笼式绕组及冷却用的风扇叶片铸在一起， 如图3-5所示。图3-5 鼠笼式转子虽然绕线式异步电动机与鼠笼式异步电动机的结构不同， 但它们的工作原理是相同的。 二、电动机铭牌的参数在每台异步电动机的机座上都有一块铭牌，铭牌上标注有电动机的额定值，它是我们选用、安装和维修电动机时的依据。也就是这个额定值，规定了这台电动机的正常运行状态和条件。电动机额定值包括： (1) 额定功率PN：指电动机在额定运行时，轴上输出的机械功率(kW)。 (2) 额定电压UN：指额定运行时， 加在定子绕组上的线电压(V)。 (3) 额定电流IN：指电动机在额定电压和额定频率下，输出额定功率时，定子绕组中的线电流(A)。 (4) 连接： 指电动机在额定电压下， 定子三相绕组应采用的连接方法，一般有三角形()和星形()两种连接。有些老式电动机铭牌上标有220 V380 V两种额定电压，连接标明为。 这种标法表示在三相线电压为220 V时, 为三角形（）连接； 线电压为380 V 时， 为星形（）连接。(5) 额定频率fN： 表示电动机所接的交流电源的频率， 我国电力网的频率规定为50 Hz。 (6) 额定转速nN：指电动机在额定电压、 额定频率和额定输出功率的情况下，电动机的转速(rmin)。(7) 绝缘等级：指电动机绕组所用的绝缘材料的绝缘等级， 它决定了电动机绕组的允许温升。 电动机的允许温升与绝缘等级的关系见表8-1。 绝缘等级是由电动机所用的绝缘材料决定的。 按耐热程度不同， 将电动机的绝缘等级分为A、 E、 B、 F、 H、 C等几个等级， 它们允许的最高温度如下表所示。 绝缘耐热等级AEBFHC绝缘材料的允许温度105120130155180180以上电动机的允许温升607580100125125以上(8) 工作方式：工作方式是指电动机的运行状态。 根据发热条件可分为三种： S1表示连续工作方式， 允许电机在额定负载下连续长期运行； S2表示短时工作方式， 在额定负载下只能在规定时间短时运行； S3表示断续工作方式， 可在额定负载下按规定周期性重复短时运行。 (9) 温升：温升是指在规定的环境温度下， 电动机各部分允许超出的最高温度。 通常规定的环境温度是40 ， 如果电机铭牌上的温升为70 ， 则允许电机的最高温度可以是40+70=110 。 显然, 电动机的温升取决于电机的绝缘材料的等级。 电机在工作时， 所有的损耗都会使电机发热， 温度上升。 在正常的额定负载范围内， 电动机的温度是不会超出允许温升的， 绝缘材料可保证电机在一定期限内可靠工作。 如果超载， 尤其是故障运行， 则电机的温升超过允许值， 电机的寿命将受到很大的影响。三、交流电动机工作原理三相异步电动机通入三相交流电流之后， 在定子绕组中将产生旋转磁场， 此旋转磁场将在闭合的转子绕组中感应出电流， 从而使转子转动起来。图3-11为三相异步电动机工作原理示意图。 为简单起见， 图中用一对磁极来进行分析。图3-11三相异步电动机工作原理示意图三相定子绕组中通入交流电后， 便在空间产生旋转磁场， 在旋转磁场的作用下， 转子将作切割磁力线的运动而在其两端产生感应电动势， 感应电动势的方向可根据右手螺旋法则来判断。 由于转子本身为一闭合电路， 所以在转子绕组中将产生感应电流， 称为转子电流， 电流方向与电动势的方向一致， 即上面流出，下面流进。 三相定子绕组中通入交流电后， 便在空间产生旋转磁场， 在旋转磁场的作用下， 转子将作切割磁力线的运动而在其两端产生感应电动势， 感应电动势的方向可根据右手螺旋法则来判断。 由于转子本身为一闭合电路， 所以在转子绕组中将产生感应电流， 称为转子电流， 电流方向与电动势的方向一致， 即上面流出， 下面流进。 转子电流在旋转磁场中受到电磁力的作用， 其方向可由左手定则来判断， 上面的转子导条受到向右的力的作用， 下面的转子导条受到向左的力的作用。 电磁力对转子的作用称为电磁转矩。 在电磁转矩的作用下， 转子就沿着顺时针方向转动起来， 显然转子的转动方向与旋转磁场的转动方向一致。虽然转子的转动方向与旋转磁场的转动方向一致， 但转子的转速n永远达不到旋转磁场的转速n1， 即nn1。 这是因为， 若转子的转速等于旋转磁场的转速的话， 则转子与磁场间不存在相对运动， 即转子绕组不切割磁力线， 转子电流、 电磁转矩都将为零， 转子根本转动不起来， 因此转子的转速总是低于同步转速。 正是由于转子转速与同步转速间存在一定的差值， 故将这种电动机称为异步电动机。 又因为异步电动机是以电磁感应原理为工作基础的， 所以异步电动机又称为感应电动机。时针方向转动起来， 显然转子的转动方向与旋转磁场的转动方向一致。虽然转子的转动方向与旋转磁场的转动方向一致， 但转子的转速n永远达不到旋转磁场的转速n1， 即nn1。 这是因为， 若转子的转速等于旋转磁场的转速的话， 则转子与磁