三相异步电动机原理

如题所述

三相异步电动机是靠同时接入380V三相交流电流(相位差120度)供电的一类电动机。 三相异步电动机转子的转速低于旋转磁场的转速,转子绕组因与磁场间存在着相对运动而产生电动势和电流,并与磁场相互作用产生电磁转矩,实现能量变换。其拥有结构简单、运行可靠、价格便宜等优点。

工作原理
当向三相定子绕组中通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。

基本结构
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
定子由定子三相绕组、定子铁心和机座组成。

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
异步电动机的转子由转子铁心、转子绕组及转轴组成。

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。

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。

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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第1个回答  2020-11-14
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