三相异步电动机原理
当向三相定子绕组中通过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)。由于导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。
三相异步电动机的结构(一)定子(静止部分)
1、定子铁心
作用:电机磁路的一部分,并在其上放置定子绕组。
构造: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。
定子铁心槽型有以下几种:
半闭口型槽:电动机的效率和功率因数较高,但绕组嵌线和绝缘都较困难。一般用于小型低压电机中。
半开口型槽:可嵌放成型绕组,一般用于大型、中型低压电机。所谓成型绕组即绕组可事先经过绝缘处理后再放入槽内。
开口型槽:用以嵌放成型绕组,绝缘方法方便,主要用在高压电机中。
2、定子绕组
作用:是电动机的电路部分,通入三相交流电,产生旋转磁场。
构造: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。
定子绕组的主要绝缘项目有以下三种:(保证绕组的各导电部分与铁心间的可靠绝缘以及绕组本身间的可靠绝缘)。
(1)对地绝缘:定子绕组整体与定子铁心间的绝缘。
(2)相间绝缘:各相定子绕组间的绝缘。
(3)匝间绝缘:每相定子绕组各线匝间的绝缘。
电动机接线盒内的接线:
电动机接线盒内都有一块接线板,三相绕组的六个线头排成上下两排,并规定上排三个接线桩自左至右排列的编号为1(U1)、2(V1)、3(W1),下排三个接线桩自左至右排列的编号为6(W2)、4(U2)、5(V2),.将三相绕组接成星形接法或三角形接法。凡制造和维修时均应按这个序号排列。
3、机座
作用: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。
构造: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。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。
(二)转子(旋转部分)
1、三相异步电动机的转子铁心:
作用:作为电机磁路的一部分以及在铁心槽内放置转子绕组。
构造: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。
2、三相异步电动机的转子绕组
作用:切割定子旋转磁场产生感应电动势及电流,并形成电磁转矩而使电动机旋转。
构造:分为鼠笼式转子和绕线式转子。
(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。
特点:结构较复杂,故绕线式电动机的应用不如鼠笼式电动机广泛。但通过集流环和电刷在转子绕组回路中串入附加电阻等元件,用以改善异步电动机的起、制动性能及调速性能,故在要求一定范围内进行平滑调速的设备,如吊车、电梯、空气压缩机等上面采用。
(三)三相异步电动机的其它附件
1、端盖:支撑作用。
2、轴承:连接转动部分与不动部分。
3、轴承端盖:保护轴承。
4、风扇:冷却电动机。
原理:当励磁线圈通过电流时产生磁场,爪形结构便形成很多对磁极。此时若电枢被鼠笼式异步电动机拖着旋转,那么它便切割磁场相互作用,产生转矩,于是从动部分的磁极便跟着主动部分电枢一起旋转,只有当电枢与磁场存在着相对运动时,电枢才能切割磁力线。
电磁调速异步电动机是由普通鼠笼式异步电动机、电磁滑差离合器和电气控制装置三部分组成。异步电机作为原动机使用,当它旋转时带动离合器的电枢一起旋转,电气控制装置是提供滑差离合器励磁线圈励磁电流的装置。
扩展资料
保养技巧:
1、使用环境应经常保持干燥,电动机表面应保持清洁,进风口不应受尘土、纤维等阻碍。
2、当电动机的热保护连续发生动作时,应查明故障来自电动机还是超负荷或保护装置整定值太低,消除故障后,方可投入运行。
3、当轴承的寿命终了时,电动机运行的振动及噪声将明显增大,检查轴承的径向游隙达到下列值时,即应更换轴承。
参考资料来源:百度百科-电磁调速电机
推荐看两本书。
首先,肯定要明白电机的一些基本类型,原理,这个就看汤蕴璆老师的电机学。市面上各种各样的书多了去了,这本算是经典,写得通俗易懂。这个书也就是稍微看看,对电机有个印象。
第二本,重点,陈世坤老师的电机设计,这本书搞电机设计的我相信几乎每个人都看过。学习顺序,第一、二、三、四、五、十、十一章,中间那几章跳过。中间那几章针对性太强了,对初学者可以跳过,以后要再加强。
看这本书时候要争取每个公式都搞明白怎么来的,能推的公式都手动推一边。然后,后面附录的电机设计程序,手动至少算上三遍。这样下来,应该对电磁有一个初步的认识了。
电机设计的整个过程:
1、电磁场的基本概念
比如磁场强度与磁感应强度关系,磁通如何计算,磁链如何计算;
全电流定律,电磁感应定律,电磁力定律;
铁磁材料的特性。
2、磁路与电路的基本知识
磁路与电路是可以类比的,电机是在电源的激励下,产生旋转磁场,然后带动转子旋转。因此最基本的电路知识是必要的,比如LR串联后与电压源或电流源并联。在进阶一些的比如三相电源的链接,这些最基本的概念应该掌握。
磁路与电路是可以类比的,磁通类比电流源,磁势类比电压源,磁阻类比电阻,磁导类比电导。
3、电机中能量转换过程
比如电动机输入的是电能,输出的是机械能,中间部分是损耗。
损耗又分为铁损,铜损,涡流损,机械损耗。
损耗的引入又带来了电机温升问题,温升直接影响绝缘,绝缘分为AEBFHC几个等级。
4、交流电机绕组理论
绕组电动势的概念,三相绕组合成后产生旋转磁场的概念,分布系数与短距系数的概念。绕组谐波的概念以及削弱方法。
以上是电机最基本的理论,接下来无论是异步电机,同步电机都是基于以上几点进行拓展的,而我们上学的时候是异步同步都学习的,我建议接下来针对你要设计的电机开始第一次分叉,比如你要做永磁同步电机,那就分叉。
5、仿真软件的熟练使用
现在的仿真软件太强大了,我们电机专业都学过电机设计这本书,这个书学完还要我们手算一个电机,想想都做梦啊。仿真软件目前主流的是Maxwell,这个软件的资料比较多,你遇到的问题都能找到答案。
现在比较智能的软件是MotorCAD,这个上手也很快,集成了电磁,热,结构三场模块,建模也是基于模板的。
软件的熟练使用能让你掌握一门工具,随时验证你的想法。
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