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三相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖解
三相異步電機(jī)(Triple-phase asynchronous motor)是感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的一種,是靠同時(shí)接入380V三相交流電流(相位差120度)供電的一類電動(dòng)機(jī),由于三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子與定子旋轉(zhuǎn)磁場以相同的方向、不同的轉(zhuǎn)速成旋轉(zhuǎn),存在轉(zhuǎn)差率,所以叫三相異步電動(dòng)機(jī)。三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速低于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速,轉(zhuǎn)子繞組因與磁場間存在著相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生電動(dòng)勢和電流,并與磁場相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩,實(shí)現(xiàn)能量變換。
與單相異步電動(dòng)機(jī)相比,三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行性能好,并可節(jié)省各種材料。按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的不同,三相異步電動(dòng)機(jī)可分為籠式和繞線式兩種?;\式轉(zhuǎn)子的異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、重量輕、價(jià)格便宜,得到了廣泛的應(yīng)用,其主要缺點(diǎn)是調(diào)速困難。繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子一樣也設(shè)置了三相繞組并通過滑環(huán)、電刷與外部變阻器連接。調(diào)節(jié)變阻器電阻可以改善電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能和調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。
異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)也可分為定子.轉(zhuǎn)子兩大部分。定子就是電機(jī)中固定不動(dòng)的部分,轉(zhuǎn)子是電機(jī)的旋轉(zhuǎn)部分。由于異步電動(dòng)機(jī)的定子產(chǎn)生勵(lì)磁旋轉(zhuǎn)磁場,同時(shí)從電源吸收電能,并產(chǎn)生且通過旋轉(zhuǎn)磁場把電能轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)子上的機(jī)械能,所以與直流電機(jī)不同,交流電機(jī)定子是電樞。另外,定.轉(zhuǎn)子之間還必須有一定間隙(稱為空氣隙),以保證轉(zhuǎn)子的自由轉(zhuǎn)動(dòng)。異步電動(dòng)機(jī)的空氣隙較其他類型的電動(dòng)機(jī)氣隙要小,一般為0.2mm~2mm。
三相異步電動(dòng)機(jī)外形有開啟式.防護(hù)式.封閉式等多種形式,以適應(yīng)不同的工作需要。在某些特殊場合,還有特殊的外形防護(hù)型式,如防爆式.潛水泵式等。不管外形如何電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)
基本上是相同的?,F(xiàn)以封閉式電動(dòng)機(jī)為例介紹三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)。如圖1所示是一臺(tái)封閉式三相異步電動(dòng)機(jī)解體后的零部件圖。
1.定子部分
定子部分由機(jī)座.定子鐵心.定子繞組及端蓋.軸承等部件組成。
(1)機(jī)座。機(jī)座用來支承定子鐵心和固定端蓋。中.小型電動(dòng)機(jī)機(jī)座一般用鑄鐵澆成,大型電動(dòng)機(jī)多采用鋼板焊接而成。
(2)定子鐵心。定子鐵心是電動(dòng)機(jī)磁路的一部分。為了減小渦流和磁滯損耗,通常用0.5mm厚的硅鋼片疊壓成圓筒,硅鋼片表面的氧化層(大型電動(dòng)機(jī)要求涂絕緣漆)作為片間絕緣,在鐵心的內(nèi)圓上均勻分布有與軸平行的槽,用以嵌放定子繞組。
(a)直條形式(b)斜條形式 自動(dòng)控制網(wǎng)
圖2 籠型異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組形式
(3)定子繞組。定子繞組是電動(dòng)機(jī)的電路部分,也是最重要的部分,一般是由絕緣銅(或鋁)導(dǎo)線繞制的繞組聯(lián)接而成。它的作用就是利用通入的三相交流電產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。通常,繞組是用高強(qiáng)度絕緣漆包線繞制成各種型式的繞組,按一定的排列方式嵌入定子槽內(nèi)。槽口用槽楔(一般為竹制)塞緊。槽內(nèi)繞組匝間.繞組與鐵心之間都要有良好的絕緣。如果是雙層繞組(就是一個(gè)槽內(nèi)分上下兩層嵌放兩條繞組邊),還要加放層間絕緣。
(4)軸承。軸承是電動(dòng)機(jī)定.轉(zhuǎn)子銜接的部位,軸承有滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承兩類,滾動(dòng)軸承又有滾珠軸承(也稱為球軸承),目前多數(shù)電動(dòng)機(jī)都采用滾動(dòng)軸承。這種軸承的外部有貯存潤滑油的油箱,軸承上還裝有油環(huán),軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)油環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng),把油箱中的潤滑油帶到軸與軸承的接觸面上。為使?jié)櫥湍芊植荚谡麄€(gè)接觸面上,軸承上緊貼軸的一面一般開有油槽。
2.轉(zhuǎn)子部分
轉(zhuǎn)子是電動(dòng)機(jī)中的旋轉(zhuǎn)部分,如圖3.7中的部件5。一般由轉(zhuǎn)軸.轉(zhuǎn)子鐵心.轉(zhuǎn)子繞組.風(fēng)扇等組成。轉(zhuǎn)軸用碳綱制成,兩端軸頸與軸承相配合。出軸端銑有鍵槽,用以固定皮帶輪或聯(lián)軸器。轉(zhuǎn)軸是輸出轉(zhuǎn)矩.帶動(dòng)負(fù)載的部件。轉(zhuǎn)子鐵心也是電動(dòng)機(jī)磁路的一部分。由0.5mm厚的硅鋼片疊壓成圓柱體,并緊固在轉(zhuǎn)子軸上。轉(zhuǎn)子鐵心的外表面有均勻分布的線槽,用以嵌放轉(zhuǎn)子繞組。
三相交流異步電動(dòng)機(jī)按照轉(zhuǎn)子繞組形式的不同,一般可分為籠型異步電動(dòng)機(jī)和繞線型異步電動(dòng)機(jī)。
(1)籠型轉(zhuǎn)子線槽一般都是斜槽(線槽與軸線不平行),目的是改善起動(dòng)與調(diào)速性能。其外形如圖1中的第5部分;籠型繞組(也稱為導(dǎo)條)是在轉(zhuǎn)子鐵心的槽里嵌放裸銅條或鋁條,然后用兩個(gè)金屬環(huán)(稱為端環(huán))分別在裸金屬導(dǎo)條兩端把它們?nèi)拷油?短接),即構(gòu)成了轉(zhuǎn)子繞組;小型籠型電動(dòng)機(jī)一般用鑄鋁轉(zhuǎn)子,這種轉(zhuǎn)子是用熔化的鋁液澆在轉(zhuǎn)子鐵心上,導(dǎo)條.瑞環(huán)一次澆鑄出來。如果去掉鐵心,整個(gè)繞組形似鼠籠,所以得名籠型繞組,如圖2所示。圖2(a)為籠型直條形式,圖2(b)為籠型斜條形式。
圖3 繞線式異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子
(2)繞線型轉(zhuǎn)子繞組與定子繞組類似,由鑲嵌在轉(zhuǎn)子鐵心槽中的三相繞組組成。繞組一般采用星形連接,三相繞組繞組的尾端接在一起,首瑞分別接到轉(zhuǎn)軸上的3個(gè)銅滑環(huán)上,通過電刷把3根旋轉(zhuǎn)的線變成了固定線,與外部的變阻器連接,構(gòu)成轉(zhuǎn)子的閉合回路,以便于控制,如圖3.9所示。有的電動(dòng)機(jī)還裝有提刷短路裝置,當(dāng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后又不需要調(diào)速時(shí),可提起電刷,同時(shí)使用3個(gè)滑環(huán)短路,以減少電刷摩損。
兩種轉(zhuǎn)子相比較,籠型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)簡單,造價(jià)低廉,并且運(yùn)行可靠,因而應(yīng)用十分廣泛。繞線型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,造價(jià)也高,但是它的起動(dòng)性能較好,并能利用變阻器阻值的變化,使電動(dòng)機(jī)能在一定范圍內(nèi)調(diào)速;在起動(dòng)頻繁.需要較大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的生產(chǎn)機(jī)械(如起重機(jī))中常常被采用。
一般電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子上還裝有風(fēng)扇或風(fēng)翼(如圖2中部件8),便于電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)通風(fēng)
散熱。鑄鋁轉(zhuǎn)子一般是將風(fēng)翼和繞組(導(dǎo)條)一起澆鑄出來。
3.氣隙
所謂氣隙就是定子與轉(zhuǎn)子之間的空隙。中小型異步電動(dòng)機(jī)的氣隙一般為0.2mm~1.5mm。氣隙的大小對(duì)電動(dòng)機(jī)性能影響較大,氣隙大。磁阻也大,產(chǎn)生同樣大小的磁通,所需的勵(lì)磁電流Im也越大,電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)也就越低。但氣隙過小,將給裝配造成困難,運(yùn)行時(shí)定.轉(zhuǎn)子容易發(fā)生摩擦,使電動(dòng)機(jī)運(yùn)行不可靠。
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