浅谈三相异步电动机.doc

浅谈三相异步电动机摘要 与单相异步电动机相比，三相异步电动机运行性能好，并可节省各种材料。按转子结构的不同，三相异步电动机可分为笼式和绕线式两种。笼式转子的异步电动机结构简单、运行可靠、重量轻、价格便宜，得到了广泛的应用，其主要缺点是调速困难。绕线式三相异步电动机的转子和定子一样也设置了三相绕组并通过滑环、电刷与外部变阻器连接。调节变阻器电阻可以改善电动机的起动性能和调节电动机的转速。关键词 三相异步电动机 原理 结构 型号一、 工作原理当向三相定子绕组中通过入对称的三相交流电时，就产生了一个以同步转速n1沿定子和转子内圆空间作顺时针方向旋转的旋转磁场。由于旋转磁场以n1转速旋转，转子导体开始时是静止的，故转子导体将切割定子旋转磁场而产生感应电动势（感应电动势的方向用右手定则判定）。由于转子导体两端被短路环短接，在感应电动势的作用下，转子导体中将产生与感应电动势方向基本一致的感生电流。转子的载流导体在定子磁场中受到电磁力的作用（力的方向用左手定则判定）。电磁力对转子轴产生电磁转矩，驱动转子沿着旋转磁场方向旋转。通过上述分析可以总结出电动机工作原理为：当电动机的三相定子绕组（各相差120度电角度），通入三相对称交流电后，将产生一个旋转磁场，该旋转磁场切割转子绕组，从而在转子绕组中产生感应电流（转子绕组是闭合通路），载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力，从而在电机转轴上形成电磁转矩，驱动电动机旋转，并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。交流三相异步电动机绕组分类单层绕组单层绕组就是在每个定子槽内只嵌置一个线圈有效边的绕组，因而它的线圈总数只有电机总槽数的一半。单层绕组的优点是绕组线圈数少工艺比较简单；没有层间绝缘故槽的利用率提高；单层结构不会发生相间击穿故障等。缺点则是绕组产生的电磁波形不够理想，电机的铁损和噪音都较大且起动性能也稍差，故单层绕组一般只用于小容量异步电动机中。 单层绕组按照其线圈的形状和端接部分排列布置的不同，可分为链式绕组、交叉链式绕组、同心式绕组和交叉式同心绕组等几种绕组形式。1：链式绕组链式绕组是由具有相同形状和宽度的单层线圈元件所组成，因其绕组端部各个线圈像套起的链环一样而得名。单层链式绕组应特别注意的是其线圈节距必须为奇数，否则该绕组将无法排列布置。2：交叉链式绕组当每极每相槽数9为大于2的奇数时链式绕组将无法排列布置，此时就需要采用具有单、双线圈的交叉式绕组。3：同心式绕组在同一极相组内的所有线圈围抱同一圆心。4：当每级每相槽数Q为大于2的偶数时则可采取交叉同心式绕组的形式。单层同心绕组和交叉同心式绕组的优点为绕组的绕线、嵌线较为简单，缺点则为线圈端部过长耗用导线过多。现除偶有用在小容量2极、4极电动机中以外，目前已很少采用这种绕组形式。双层叠式绕组单双层混合绕组星接与角接的关系星接改角接：原星接时线径总截面积除以1.732等于角接时的线径总截面积。星接改角接：原星接时每槽导线根数乘以1.732等于角接时的线径总截面积。角接改星接：原角接时线径总截面积乘以1.732等于星接时的线径总截面积。角接改星接：原角接时每槽导线根数除以1.732等于星接时的线径总截面积。星接与角接本质上的区别星接时线电压等于相电压的1.732倍,相电流等于线电流。角接时相电压等于线电压,线电流等于相电流的1.732倍。同功率的电机，星接时，线径粗，匝数少，角接时，线径细，匝数多。角接时的截面积是星接时的0.58倍。（即角接时线径总截面积除以0.58等于星接时的线径总截面积。星接时线径总截面积乘以0.58等于角接时的线径总截面积）线径截面积计算公式:截面积S=直径的平方乘以0.785电机的内部连接有显极和庶极之分,显极和庶极连接是由电机的设计属性决定的,是不能更改的电动机空载电流计算系数四极、六极功率因数0.85-0.98.5四极、六极、八极功率因数0.81-0.85四极、六极、八极功率因数0.70-0.80连体半密封的电机定子铁芯拆出:用加热的方法，把定子壳反过来放下面悬空，加热定子外壳当温度达到一定温度时轻轻震一震自己就出来了。二、结构 一、定子（静止部分）1、定子铁心 作用：电机磁路的一部分，并在其上放置定子绕组。 构造：定子铁心一般由0.350.5毫米厚表面具有绝缘层的硅钢片冲制、叠压而成，在铁心的内圆冲有均匀分布的槽，用以嵌放定子绕组。 定子铁心槽型有以下几种： 半闭口型槽：电动机的效率和功率因数较高，但绕组嵌线和绝缘都较困难。一般用于小型低压电机中。 半开口型槽：可嵌放成型绕组，一般用于大型、中型低压电机。所谓成型绕组即绕组可事先经过绝缘处理后再放入槽内。 开口型槽：用以嵌放成型绕组，绝缘方法方便，主要用在高压电机中。 2、定子绕组 作用：是电动机的电路部分，通入三相交流电，产生旋转磁场。 构造：由三个在空间互隔120电角度、队称排列的结构完全相同绕组连接而成，这些绕组的各个线圈按一定规律分别嵌放在定子各槽内。 定子绕组的主要绝缘项目有以下三种：（保证绕组的各导电部分与铁心间的可靠绝缘以及绕组本身间的可靠绝缘）。 （1）对地绝缘：定子绕组整体与定子铁心间的绝缘。 （2）相间绝缘：各相定子绕组间的绝缘。 （3）匝间绝缘：每相定子绕组各线匝间的绝缘。 电动机接线盒内的接线： 电动机接线盒内都有一块接线板，三相绕组的六个线头排成上下两排，并规定上排三个接线桩自左至右排列的编号为1（U1）、2（V1）、3（W1），下排三个接线桩自左至右排列的编号为6（W2）、4（U2）、5（V2），.将三相绕组接成星形接法或三角形接法。凡制造和维修时均应按这个序号排列。 3、机座 作用：固定定子铁心与前后端盖以支撑转子，并起防护、散热等作用。 构造：机座通常为铸铁件，大型异步电动机机座一般用钢板焊成，微型电动机的机座采用铸铝件。封闭式电机的机座外面有散热筋以增加散热面积，防护式电机的机座两端端盖开有通风孔，使电动机内外的空气可直接对流，以利于散热。二、转子（旋转部分） 1、三相异步电动机的转子铁心： 作用：作为电机磁路的一部分以及在铁心槽内放置转子绕组。 构造：所用材料与定子一样，由0.5毫米厚的硅钢片冲制、叠压而成，硅钢片外圆冲有均匀分布的孔，用来安置转子绕组。通常用定子铁心冲落后的硅钢片内圆来冲制转子铁心。一般小型异步电动机的转子铁心直接压装在转轴上，大、中型异步电动机（转子直径在300400毫米以上）的转子铁心则借助与转子支架压在转轴上。 2、三相异步电动机的转子绕组 作用：切割定子旋转磁场产生感应电动势及电流，并形成电磁转矩而使电动机旋转。 构造：分为鼠笼式转子和绕线式转子。 （1）鼠笼式转子：转子绕组由插入转子槽中的多根导条和两个环行的端环组成。若去掉转子铁心，整个绕组的外形像一个鼠笼，故称笼型绕组。小型笼型电动机采用铸铝转子绕组，对于100KW以上的电动机采用铜条和铜端环焊接而成。鼠笼转子分为：阻抗型转子、单鼠笼型转子、双鼠笼型转子、深槽式转子几种，起动转矩等特性各有不同。 （2）绕线式转子：绕线转子绕组与定子绕组相似，也是一个对称的三相绕组，一般接成星形，三个出线头接到转轴的三个集流环上，再通过电刷与外电路联接。 特点：结构较复杂，故绕线式电动机的应用不如鼠笼式电动机广泛。但通过集流环和电刷在转子绕组回路中串入附加电阻等元件，用以改善异步电动机的起、制动性能及调速性能，故在要求一定范围内进行平滑调速的设备，如吊车、电梯、空气压缩机等上面采用。三、三相异步电动机的其它附件1、端盖：支撑作用。 2、轴承：连接转动部分与不动部分。 3、轴承端盖：保护轴承。 4、风扇：冷却电动机。三、分类三相异步电动一般为系列产品，其系列、品种、规格繁多，因而分类也较多。按电动机尺寸大小分类1、 大型电动机：定子铁心外径D1000mm或机座中心高H630mm。中型电动机：D=5001000mm或H=355630mm。大型电动机：D=120500mm或H=80315mm。2、 按电动机外壳防护结构分类3、 按电动机冷方式分类电动机按冷却方式可分为自冷式、自扇冷式、他扇冷式等。可参见国家标准GB/T1993-93旋转电机冷却方式。4、 按电动机的安装形式分类IMB3：卧式，机座带底脚，端盖上无凸缘。IMB5：卧式，机座不带底脚，端盖上有凸缘。IMB35：卧式，机座带底脚，端盖上有凸缘。5、 按电动机运行工作制分类S1；连续工作制S2：短时工作制S3S8：周期性工作制6、 按转子结构形式分类三相笼型异步电动机三相绕线型异步电动机四、型号及选用1 产品（类型）代号CHANPINGUI 异步电动机 同步电动机 同步发电机 直流电动机 直流发电机 汽轮发电机 水轮发电机 测功机 潜水电泵 纺织用电机 交流换向器电动机 产品代号 Y T TF Z ZF QF SF C Q F H 2 特殊环境代号使用场合 热带用 湿热带用 干燥带用 高原用 船用 户外用 化工防腐用 汉语拼音字母 T TH TA G H W F 产品规格代号：L-长机座；M-中机座；S-短机座。下面为两个产品举例：（1） 三相异步电动机Y2-132M-4 规格代号，中心高132mm，M中机座，4极产品代号，异步电动机，第二次改型设计（2） 户外防腐型三相异步电动机Y-100L2-4-WF1 特殊环境代号，W户外用，F化工防腐用，1中等防腐规格代号，中心高100，长机座第二铁心长度，4极产品代号，异步电动机3 常用三相异步电动机产品型号、结构特点及应用场合序号 名称 型号 机座号与功率范围 结构特点 应用场合 新 老 1 小型三相异步电动机（封闭式） Y2(IP55) Y(IP44)JO2 JO H803550.75315KW 外壳为封闭式，可防止灰尘、水滴浸入。Y2为F级绝缘，Y为B级绝缘，JO2为E级绝缘 用于无特殊要求的各种机械设备,如:金属切削机床、水泵、鼓风机、运输机械等 2 小型三项异步电动机（防护式） Y(IP23) J2.J H16031511250KW 外壳为防护式，能防止直径大于12mm的杂物或水滴与垂直线成60角进入电动机 适用于运行时间长、负荷率较高的各种机械设备 3 高效三相异步电动机 YX(IP44) H1002801.590KW 用冷轧硅钢片及新工艺降低电动机损耗，效率较Y基本系列平均高3% 适用于重载启动的场合,如起重设备、卷扬机、压缩机、泵类等 4 绕线型三相异步电动机 YR(IP44)(IP23) JRO2JR2 H132280475KW 转子为绕线型，可通过转子外接电阻获得大的启动转矩及在一定范围内分级调节电动机转速 5 变频多速三相异步电动机 YD(IP44) JDO2