電動機原理與結構圖 - 全文

來源:網絡整理 作者:2018年01月28日 09:32
關鍵詞:電動機

三相異步電動機

實現電能與機械能相互轉換的電工設備總稱為電機。電機是利用電磁感應原理實現電能與機械能的相互轉換。把機械能轉換成電能的設備稱為發電機,而把電能轉換成機械能的設備叫做電動機。

在生產上主要用的是交流電動機,特別三相異步電動機,因為它具有結構簡單、堅固耐用、運行可靠、價格低廉、維護方便等優點。它被廣泛地用來驅動各種金屬切削機床、起重機、鍛壓機、傳送帶、鑄造機械、功率不大的通風機及水泵等。

三相異步電動機工作原理

長期實踐和理論證明,如果在轉子的圓周空間放置互差120°的3組繞組,然后將三組繞組按星形或三角形接法接好(圖2是按星形接法接好的3組繞組),將3繞組與三相交流電壓接好,有三相交流電流流進3組繞組,這3組繞組會產生類似磁鐵產生的旋轉磁場,處于此旋轉磁場中的轉子上各閉合導體有感應電流產生,磁場對有電流流過的導體產生作用力,推動各導體按一定的方向運動,轉子也就運轉起來。

電動機原理與結構圖

圖1實際上是三相異步電動機的結構示意圖。繞組繞在鐵芯支架上,由于繞組和鐵芯都固定不動,因此稱為定子,定子中間是籠型的轉子。轉子的運轉可以看成是繞組產生的旋轉磁場推動的,旋轉磁場有一定的轉速。旋轉磁場的轉速n(又稱同步轉速)、三相交流電的頻率f和磁極對數p(一對磁極有兩個相異的磁極)有以下關系:n=60f/p。

例如一臺三相異步電動機定子繞組的交流電壓頻率f=50Hz,定子繞組的磁極對數p=3,那么旋轉磁場的轉速n=60&TImes;50÷3=1000r/min。

電動機在運轉時,其轉子的轉向與旋轉磁場方向是相同的,轉子是由旋轉磁場作用而轉動的,轉子的轉速要小于旋轉磁場的轉速,并且要滯后于旋轉磁場的轉速,也就是說轉子與旋轉磁場的轉速是不同步的。這種轉子轉速與旋轉磁場轉速不同步的電動機稱為異步電動機。

三相異步電動機外形與結構

圖3列出了兩種三相異步電動機的實物外形。

電動機原理與結構圖

三相異步電動機的結構如圖4所示,從圖中可以看出,它主要由外殼、定子、轉子等部分組成。

電動機原理與結構圖

三相異步電動機各部分說明:

①外殼

三相異步電動機的外殼主要由機座、軸承蓋、端蓋、接線盒、風扇和罩殼等組成。

②定子

定子有定子鐵芯和定子繞組組成。

a、定子鐵芯。定子鐵芯通常由很多圓環狀的硅鋼片疊合在一起組成,這些硅鋼片中間開有很多小槽用于嵌入定子繞組(也稱定子線圈),硅鋼片上涂有絕緣層,使疊片之間絕緣。

b、定子繞組。它通常由涂有絕緣漆的銅線繞制而成,再將繞制好的銅線按一定的規律嵌入定子鐵芯的小槽內,具體見圖4放大部分。繞組嵌入小槽后,按一定的方法將槽內的繞組連接起來,接到接線盒的U1、U2、V1、V2、W1、W2接線柱上。接線盒如圖5所示,接線盒各接線柱與電動機內部繞組的連接關系如圖6所示。

電動機原理與結構圖

③轉子

轉子是電動機的運轉部分,它由轉子鐵芯、轉子繞組和轉軸組成。

a、轉子鐵芯。如圖7所示,轉子鐵芯是由很多外圓開有小槽的硅鋼片疊在一起構成的,小槽用來放置轉子繞組。

電動機原理與結構圖

b、轉子繞組。轉子繞組嵌在轉子鐵芯的小槽中,轉子繞組可分為籠式轉子繞組和線繞式轉子繞組。

籠式轉子繞組是在轉子鐵芯小槽中放入金屬導條,再在鐵芯兩端用導環將各導條連接起來,這樣任意一根導條與它對應的導條通過兩端導環就構成一個閉合的繞組,由于這種繞組形似籠子,因此稱為籠式轉子繞組。籠式轉子繞組有銅條轉子繞組和鑄鋁轉子繞組兩種,圖8所示。銅條轉子繞組是在轉子鐵芯的小槽內放入銅導條,然后在兩端用金屬端環將它們焊接起來;而鑄鋁轉子繞組則是用澆鑄的方法在鐵芯上澆鑄處鋁導條、端環和風葉。

電動機原理與結構圖

線繞式轉子繞組的結構如圖9所示。它是在轉子鐵芯中按一定的規律嵌入用絕緣導線繞制好的繞組,然后將繞組按三角形或星形接法接好,大多數按星形方式接線(圖11)。繞組接好后引出3根相線,通過轉軸內孔接到轉軸的3個銅制集電環(又稱滑環)上,集電環隨轉軸儀器運轉,集電環與固定不動的電刷摩擦接觸,而電刷通過導線與變阻器連接,這樣轉子繞組產生的電流通過集電環、電刷、變阻器構成回路。調節變阻器可以改變轉子繞組回路的電阻,以此來改變繞組的電流,從而調節轉子的轉速。

電動機原理與結構圖

c、轉軸。轉軸嵌套在轉子鐵芯的中間。當定子繞組通三相交流電后會產生旋轉磁場,轉子繞組受旋轉磁場作用而旋轉,它通過轉子鐵芯帶動轉軸轉動,將動力從轉軸傳遞出來。

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