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2014-2-13 22:07:24点击: 编辑:湘潭电机厂

一、三相异步电动机的结构

三相异步电动机按转子结构的不同分为笼型和绕线转子异步电动机两大类。笼型异步电动机由于结构简单、价格低廉、工作可靠、维护方便,已成为生产上应用得最广泛的一种电动机。绕线转子异步电动机由于结构较复杂、价格较高,一般只用在要求调速和起动性能好的场合,如桥式起重机上。异步电动机由两个基本部分组成:定子(固定部分)和转子(旋转部分)。笼型和绕线转子异步电动机的定子结构基本相同,所不同的只是转子部分。笼型异步电动机的主要部件,如图3—6所示;绕线转子异步电动机的结构如图3—7所示。

图3—6    笼型异步电动机的各个部件

 

(一)定子

三相异步电动机的定子由机座中的定子铁心及定子绕组组成。机座一般由铸铁制成。定子铁心是有冲有槽的硅钢片叠成,片与片之间涂有绝缘漆。三相绕组是用绝缘铜线或铝线绕制成三相对称的绕组按一定的规则连接嵌放在定子槽中。过去用A、B、C表示三相绕组始端,X、Y、Z表示其相应的末端,这六个接线端引出至接线盒。按现国家标准,始端标以U1、V1、W1,末端标以U2、V2、W2。三相定子绕组可以接成如图3—8所示的星形或三角形,但必须视电源电压和绕组额定电压的情况而定。一般电源电压为380V(指线电压),如果电动机定子各相绕组的额定电压是220V,则定子绕组必须接成星形,如图3—8a所示;如果电动机各相绕组的额定电压为380V,则应将定子绕组接成三角形,如图3—8b所示。

图3—8    三相绕组的联结

(二)转子

转子部分是由转子铁心和转子绕组组成的。转子铁心也是由相互绝缘的硅钢片叠成的。转子冲片如图3—9a所示。铁心外圆冲有槽,槽内安装转子绕组。根据转子绕组结构不同可分为两种形式:笼型转子和绕线型转子。

1.笼型转子

笼型转子的绕组是在铁心槽内放置铜条,铜条的两端用短路环焊接起来,绕组的形状如图3—9b所示。它像个鼠笼,故称之为笼型转子。为了简化制造工艺,小容量异步电动机的笼型转子都是熔化的铝浇铸在槽内而成,称为铸铝转子。在浇铸的同时,把转子的短路环和端部的冷却风扇也一样用铝铸成,如图3—10所示。

图3—9    笼型转子

a)转子冲片;b)笼型绕组;c)笼型转子

2.绕线转子

绕线型转子绕组和定子绕组一样,也是一个用绝缘导线绕成的三相对称绕组,被嵌放在转子铁心槽中,接成星形。绕组的三个出线端分别接到转轴端部的三个彼此绝缘的铜制滑环上。通过滑环与支持在端盖上的电刷构成滑动接触,把转子绕组的三个出线端引到机座上的接线盒内,以便与外部变阻器连接,故绕线式转子又称滑环式转子,其外形如图3—11所示。

        图3—10 铸铝转子               图3—11  绕线型转子与外部变阻器的连接图

(三)气隙

异步电机的气隙比同容量直流电机的气隙小得多,在中、小型异步电动机中,一般为0.2~2.5mm。气隙大小对电机性能影响很大,气隙愈大则为建立磁场所需励磁电流就大,从而降低电机的功率因数。如果把异步电机看成变压器,显然,气隙愈小则定子和转子之间的相互感应(即耦合)作用就愈好。因此应尽量让气隙小些,但也不能太小,否则会使加工和装配困难,运转时定转子之间易发生扫膛。

二、铭牌

每台异步电动机的机座上都有一个铭牌,它标记着电动机的型号、各种额定值和联结方法等(如图3—12所示)。按电动机铭牌所规定的条件和额定值运行,称作额定运行状态。下面以三相异步电动机Y112M—6铭牌为例来说明各数据的含义。

图3—12     三相异步电动机的铭牌

(一)型号   型号指电动机的产品代号、规格代号和特殊环境代号:电机产品型号一般采用大写印刷体的汉语拼音字母和阿拉伯数字组成。其中汉语拼音字母是根据电机全名称选择有代表意义的汉字,再用该汉字的第一个拼音字母组成。它表明了电机的类型、规格、结构特征和使用范围。

我国目前生产的异步电动机种类很多,现有老系列和新系列之别。老系列电机已不再生产,现有的将逐步被新系列电机所取代。新系列电机符合国际电工协会标准,具有国际通用性,技术、经济指标更高。表3—2是几种常用系列异步电动机新旧代号对照表。

表3—2    异步电机新旧产品代号对照表

产   品   名   称

新代号

意义

老  代  号

异步电动机

Y

J、JO、JS、JK

绕线式异步电动机

YR

JR、JRO

高起动转矩异步电动

YQ

异起

JQ、JQO

多速异步电动机

YD

异多

JD、JDO

精密机床异步电动机

YJ

异精

JJO

大型绕线式高速异步电动机

YRK

异绕快

YRG

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

我国生产的异步电动机的主要产品系列有:

Y系列为一般的小型鼠笼式全封闭自冷式三相异步电动机,主要用于金属切削机床、通用机械、矿山机械和农业机械等。

YD系列是变极多速三相异步电动机

YR系列是三相绕线式异步电动机。

YZ和YZR系列是起重和冶金用三相异步电动机,YZ是鼠笼式,YZR是绕线式。

YB系列是防爆式鼠笼异步电动机。

YCT系列是电磁调速异步电动机。

其他类型的异步电动机可参阅有关产品目录。

(二)额定值

1.额定功率P  额定功率指电动机在额定运行时,轴上输出的机械功率,单位为kW。

2.额定电压UN和接法   额定电压指电动机额定运行状态时,定子绕组应加的线电压,单位为V。有铭牌上给出两个电压值,这是对应于定子绕组三角形和星形两种不同的联结方式。当铭牌标为220D/380Υ V时,表明当电压为220V时,电动机定子绕组用三角形联结;而电源为380V时,电动机定子绕组用星型联结。两种方式都能保证每相定子绕组在额定电压下运行。为了使电动机正常运行,一般规定电源电压波动不应超过额定值的5%。

3.额定电流IN   指电动机在额定电压下运行,输出功率达到额定值,流入定子绕组的线电流,单位为A。

4.额定频率fN  指加在电动机定子绕组上的允许频率。我国电力网的频率规定为50Hz。

5.额定转速nN   指电动机在额定电压、额定频率和额定输出的情况下。电动机的转速,单位为r/min。

6.绝缘等级   指电动机内部所有绝缘材料允许的最高温度等级,它决定了电动机工作时允许的温升。各种等级所对应温度的关系见表3—3。

表3—3    电动机允许温升与绝缘耐热等级关系

 

绝缘耐热等级

A

E

B

F

H

C

允许最高温度/℃

105

120

130

155

180

180以上

允许最高温升/℃

65

80

90

115

140

140以上

本章电动机为B级绝缘,定子绕组的容许温度不能超过130℃

7.定额   按电动机在额定运行时的持续时间,定额分为连续——S1、短时——S2及断续——S3三种。“连续”表示该电动机可以按铭牌的各项定额长期运行。“短时”表示只能按照铭牌规定的工作时间短时使用。“断续”表示该电动机短时运行,但每次周期性断续使用。本例电动机为S1连续工作方式。

8.防护等级   是提示电动机防止杂务与水进入的能力。它是由外壳防护标志字母IP后跟2位具有特定含义的数字代码进行表定的。例如某电动机的防护等级为IP44,意义见下表。

表3—4    防护等级代码(1

 

防护等级

(第一位数字)

定义

防护等级

(第一位数字)

定义

0

1

2

3

有专门的防护装置

能防止直径大于50mm的固体侵入

能防止直径大于12mm的固体侵入

能防止直径大于25mm的固体侵入

4

 

5

6

能防止直径大于1mm的固体侵入

防尘

完全防止灰尘进入壳内

表3—5    防护等级的代码(2

 

防护等级(第二位数字)

定义

0

1

2

3

4

5

6

7

8

无防护

防滴

15°防滴

防淋水

防止任何方向溅水

防止任何方向喷水

防止海浪或强力喷水

简称浸水级

简称潜水级

9.噪声器   为了降低电动机运输时带来的噪声,目前电动机都规定噪声指标,该指标随电动机容量及转速的不同而不同(容量及转速相同的电动机,噪声指标又分“1”、“2”两段)。中小型电动机噪声量的大致范围在50~100dB之间,本例电动机噪声为67dB。

10.震动量   表示电动机震动的情况,本例电动机震动为每秒轴向移动不超过1.8mm。

在铭牌上除了给出的以上主要数据外,有的电动机还标有额定功率因数cosφN。电动机是感性负载,定子相电流滞后定子相电压一个φ角,所以功率因数cosφN是指额定负载下定子电路的相电压与相电流之间相位差的余弦。异步电动机的cosφN随负载的变化而变化,满载时cosφ约为0.7~0.9,轻载时cosφ较低,空载时只有0.2~0.3。实际使用时要根据负载的大小来合理选择电动机容量,防止“大马拉小车”。