三相异步电动机结构与工作原理

实现电能与机械能相互转换的电工设备总称为电机。电机是利用电磁感应原理实现电能与机械能的相互转换。把机械能转换成电能的设备称为发电机,而把电能转换成机械能的设备叫做电动机。

在生产上主要用的是交流电动机,特别三相异步电动机,因为它具有结构简单、坚固耐用、运行可靠、价格低廉、维护方便等优点。它被广泛地用来驱动各种金属切削机床、起重机、锻压机、传送带、铸造机械、功率不大的通风机及水泵等。

对于各种电动机我们应该了解下列几个方面的问题:(1)基本构造;(2)工作原理;(3)表示转速与转矩之间关系的机械特性;(4)起动、调速及制动的基本原理和基本方法;(5)应用场合和如何正确使用。

一、三相异步电动机的结构

三相异步电动机的两个基本组成部分为定子(固定部分)和转子(旋转部分)。此外还有端盖、风扇等附属部分。

 

1、定子

三相异步电动机的定子由定子铁芯、定子绕组和机座三部分组成:

a. 定子铁芯

定子铁芯是用硅钢片叠成,是电动机磁通经过部分,主要起导磁作用。

b. 定子绕组

定子绕组是用铜或铝制的电磁线绕制而成,然后嵌放在定子铁芯槽内。三相异步电动机共有

三相绕组,对称分布在定子铁芯上,三相绕组的起端分别用 U1 、V1 、W1 表示,末端对应用 U2、V2 、 W2  表示。为了便于改变接线,三相绕组的六个端线都接在电动机定子壳体外的接线盒内,绕组可以连接成星形或三角形。

c. 机座

机座是用铸铁或铝铸造而成,他的作用是固定铁芯和支持端盖。

2、转子

转子由转轴、转子铁芯、转子绕组三部分组成:

a. 转子铁芯

转子铁芯由硅钢片叠压而成。

b. 转子绕组

转子绕组有两种形式,即鼠笼式和绕线式。鼠笼式转子绕组鼠笼式绕组用铝浇铸或铜条与端环铆接而成,绕线式转子绕组与定子绕组相似,也是采用电磁线绕制而成,然后嵌入转子铁心上。转子的三相绕组一般接成星形,三根引出线分别接在固定在转轴上的三个铜制滑环上。环与环之间以及与轴之间彼此绝缘,通过电刷是绕组与外电路接通,所以绕线式电动机又称滑环式电动机。

c. 转轴上加载负载

二、三相异步电动机的转动原理

1、基本原理

三相异步电动机结构与工作原理

 

当磁铁旋转时,磁铁与闭合的导体发生相对运动,鼠笼式导体切割磁力线而在其内部产生感应电动势和感应电流。感应电流又使导体受到一个电磁力的作用,于是导体就沿磁铁的旋转方向转动起来,这就是异步电动机的基本原理。转子转动的方向和磁极旋转的方向相同,欲使异步电动机旋转,必须有旋转的磁场和闭合的转子绕组。

2、三相异步电动机的定子电路与转子电路

三相异步电动机中的电磁关系同变压器类似,定子绕组相当于变压器的原绕组,转子绕组(一般是短接的)相当于副绕组。给定子绕组接上三相电源电压,则定子中就有三相电流通过,此三相电流产生旋转磁场,其磁力线通过定子和转子铁心而闭合,这个磁场在转子和定子的每相绕组中都要感应出电动势。

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