三相異步電機的基本結(jié)構(gòu)
三相異步電動機主要有由定子和轉(zhuǎn)子,軸承組成 。三相異步電動機由固定的定子和旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子兩個基本部分組成,轉(zhuǎn)子裝在定子內(nèi)腔里,借助軸承被支撐在兩個端蓋上。為了保證轉(zhuǎn)子能在定子內(nèi)自由轉(zhuǎn)動,定子和轉(zhuǎn)子之問必須有一間隙,稱為氣隙。電動機的氣隙是一個非常重要的參數(shù),其大小及對稱性等對電動機的性能有很大影響。
定子
定子主要由鐵心,三相繞組,機座,端蓋組成。
定子鐵心一般由0.35~0.5毫米厚表面具有絕緣層的硅鋼片沖制、疊壓而成,在鐵心的內(nèi)圓沖有均勻分布的槽,用以嵌放定子繞組。
三相繞組由三個在空間互隔120°電角度、隊稱排列的結(jié)構(gòu)完全相同繞組連接而成,這些繞組的各個線圈按一定規(guī)律分別嵌放在定子各槽內(nèi)。其作用是通入三相交流電,產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。
機座通常為鑄鐵件,大型異步電動機機座一般用鋼板焊成,微型電動機的機座采用鑄鋁件,其作用是固定定子鐵心與前后端蓋以支撐轉(zhuǎn)子,并起防護、散熱等作用。封閉式電機的機座外面有散熱筋以增加散熱面積,防護式電機的機座兩端端蓋開有通風(fēng)孔,使電動機內(nèi)外的空氣可直接對流,以利于散熱。
端蓋主要起固定轉(zhuǎn)子,支撐和防護作用。
定子三相繞組是異步電動機的電路部分,在異步電動機的運行中起著很重要的作用,是把電能轉(zhuǎn)換為機械能的關(guān)鍵部件。定子三相繞組的結(jié)構(gòu)是對稱的,一般有六個出線端U1、U2、V1、V2、W1、W2,置于機座外側(cè)的接線盒內(nèi),根據(jù)需要接成星形(Y)或三角形(△)
定子鐵心是異步電動機磁路的一部分,由于主磁場以同步轉(zhuǎn)速相對定子旋轉(zhuǎn),為減小在鐵心中引起的損耗,鐵心采用0.5mm厚的高導(dǎo)磁硅鋼片疊成,硅鋼片兩面涂有絕緣漆以減小鐵心的渦流損耗。
機座又稱機殼,它的主要作用是支撐定子鐵心,同時也承受整個電動機負載運行時產(chǎn)生的反作用力,運行時由于內(nèi)部損耗所產(chǎn)生的熱量也是通過機座向外散發(fā)。中、小型電動機的機座一般采用鑄鐵制成。大型電動機因機身較大澆注不便,常用鋼板焊接成型。
轉(zhuǎn)子
轉(zhuǎn)子主要由鐵心和繞組組成。轉(zhuǎn)子鐵心所用材料與定子一樣,由0.5毫米厚的硅鋼片沖制、疊壓而成,硅鋼片外圓沖有均勻分布的孔,用來安置轉(zhuǎn)子繞組。通常用定子鐵心沖落后的硅鋼片內(nèi)圓來沖制轉(zhuǎn)子鐵心。一般小型異步電動機的轉(zhuǎn)子鐵心直接壓裝在轉(zhuǎn)軸上,大、中型異步電動機(轉(zhuǎn)子直徑在300~400毫米以上)的轉(zhuǎn)子鐵心則借助與轉(zhuǎn)子支架壓在轉(zhuǎn)軸上。轉(zhuǎn)子繞組分為鼠籠式轉(zhuǎn)子和繞線式轉(zhuǎn)子。
轉(zhuǎn)子繞組是異步電動機電路的另一部分,其作用為切割定子磁場,產(chǎn)生感應(yīng)電勢和電流,并在磁場作用下受力而使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。其結(jié)構(gòu)可分為籠型繞組和繞線式繞組兩種類型。
這兩種轉(zhuǎn)子各自的主要特點是:籠型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)簡單,制造方便,經(jīng)濟耐用;繞線式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)復(fù)雜,價格貴,但轉(zhuǎn)子回路可引入外加電阻來改善起動和調(diào)速性能。
籠型轉(zhuǎn)子繞組由置于轉(zhuǎn)子槽中的導(dǎo)條和兩端的端環(huán)構(gòu)成。為節(jié)約用鋼和提高生產(chǎn)率,小功率異步電動機的導(dǎo)條和端環(huán)一般都是融化的鋁液一次澆鑄出來的;對于大功率的電動機,由于鑄鋁質(zhì)量不易保證,常用銅條插入轉(zhuǎn)子鐵心槽中,再在兩端焊上端環(huán)?;\型轉(zhuǎn)子繞組自行閉合,不必由外界電源供電,其外形像一個籠子,故稱籠型轉(zhuǎn)子,如圖4所示。
(1)鼠籠式轉(zhuǎn)子:轉(zhuǎn)子繞組由插入轉(zhuǎn)子槽中的多根導(dǎo)條和兩個環(huán)行的端環(huán)組成。若去掉轉(zhuǎn)子鐵心,整個繞組的外形像一個鼠籠,故稱籠型繞組。小型籠型電動機采用鑄鋁轉(zhuǎn)子繞組,對于100KW以上的電動機采用銅條和銅端環(huán)焊接而成。鼠籠轉(zhuǎn)子分為:阻抗型轉(zhuǎn)子、單鼠籠型轉(zhuǎn)子、雙鼠籠型轉(zhuǎn)子、深槽式轉(zhuǎn)子幾種,起動轉(zhuǎn)矩等特性各有不同。
(2)繞線式轉(zhuǎn)子:繞線轉(zhuǎn)子繞組與定子繞組相似,也是一個對稱的三相繞組,一般接成星形,三個出線頭接到轉(zhuǎn)軸的三個集流環(huán)上,再通過電刷與外電路聯(lián)接。
轉(zhuǎn)子鐵心也是電動機磁路的一部分,也是用硅鋼片疊成。與定子鐵心沖片不同的是,轉(zhuǎn)子鐵心沖片是在沖片的外圓上開槽,疊裝后的轉(zhuǎn)子鐵心外圓柱面上均勻地形成許多形狀相同的槽,用以放置轉(zhuǎn)子繞組。
氣隙
異步電動機的氣隙是很小的,中小型電動機一般為0.2~2mm。氣隙越大,磁阻越大,要產(chǎn)生同樣大小的磁場,就需要較大的勵磁電流。由于氣隙的存在,異步電動機的磁路磁阻遠比變壓器為大,因而異步電動機的勵磁電流也比變壓器的大得多。變壓器的勵磁電流約為額定電流的3%,異步電動機的勵磁電流約為額定電流的30%。勵磁電流是無功電流,因而勵磁電流越大。