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三相异步电动机的基本结构

三相异步电机的基本结构
三相异步电动机主要有由定子和转子,轴承组成 。三相异步电动机由固定的定子和旋转的转子两个基本部分组成,转子装在定子内腔里,借助轴承被支撑在两个端盖上。为了保证转子能在定子内自由转动,定子和转子之问必须有一间隙,称为气隙。电动机的气隙是一个非常重要的参数,其大小及对称性等对电动机的性能有很大影响。

定子
定子主要由铁心,三相绕组,机座,端盖组成。
定子铁心一般由0.35~0.5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。
三相绕组由三个在空间互隔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。其作用是通入三相交流电,产生旋转磁场。
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,其作用是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。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。
端盖主要起固定转子,支撑和防护作用。
定子三相绕组是异步电动机的电路部分,在异步电动机的运行中起着很重要的作用,是把电能转换为机械能的关键部件。定子三相绕组的结构是对称的,一般有六个出线端U1、U2、V1、V2、W1、W2,置于机座外侧的接线盒内,根据需要接成星形(Y)或三角形(△)
定子铁心是异步电动机磁路的一部分,由于主磁场以同步转速相对定子旋转,为减小在铁心中引起的损耗,铁心采用0.5mm厚的高导磁硅钢片叠成,硅钢片两面涂有绝缘漆以减小铁心的涡流损耗。
机座又称机壳,它的主要作用是支撑定子铁心,同时也承受整个电动机负载运行时产生的反作用力,运行时由于内部损耗所产生的热量也是通过机座向外散发。中、小型电动机的机座一般采用铸铁制成。大型电动机因机身较大浇注不便,常用钢板焊接成型。

转子
转子主要由铁心和绕组组成。转子铁心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300~400毫米以上)的转子铁心则借助与转子支架压在转轴上。转子绕组分为鼠笼式转子和绕线式转子。
转子绕组是异步电动机电路的另一部分,其作用为切割定子磁场,产生感应电势和电流,并在磁场作用下受力而使转子转动。其结构可分为笼型绕组和绕线式绕组两种类型。
这两种转子各自的主要特点是:笼型转子结构简单,制造方便,经济耐用;绕线式转子结构复杂,价格贵,但转子回路可引入外加电阻来改善起动和调速性能。
笼型转子绕组由置于转子槽中的导条和两端的端环构成。为节约用钢和提高生产率,小功率异步电动机的导条和端环一般都是融化的铝液一次浇铸出来的;对于大功率的电动机,由于铸铝质量不易保证,常用铜条插入转子铁心槽中,再在两端焊上端环。笼型转子绕组自行闭合,不必由外界电源供电,其外形像一个笼子,故称笼型转子,如图4所示。
(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。
转子铁心也是电动机磁路的一部分,也是用硅钢片叠成。与定子铁心冲片不同的是,转子铁心冲片是在冲片的外圆上开槽,叠装后的转子铁心外圆柱面上均匀地形成许多形状相同的槽,用以放置转子绕组。

气隙
异步电动机的气隙是很小的,中小型电动机一般为0.2~2mm。气隙越大,磁阻越大,要产生同样大小的磁场,就需要较大的励磁电流。由于气隙的存在,异步电动机的磁路磁阻远比变压器为大,因而异步电动机的励磁电流也比变压器的大得多。变压器的励磁电流约为额定电流的3%,异步电动机的励磁电流约为额定电流的30%。励磁电流是无功电流,因而励磁电流越大。
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