電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)原理

1、電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)原理第1頁(yè)，共30頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)51分，星期四4.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理及結(jié)構(gòu) 4.1.1 結(jié)構(gòu):定子、轉(zhuǎn)子、氣隙等。 第2頁(yè)，共30頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)51分，星期四4.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理及結(jié)構(gòu)4.1.1 結(jié)構(gòu):定子、轉(zhuǎn)子、氣隙等。第3頁(yè)，共30頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)51分，星期四第4頁(yè)，共30頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)51分，星期四1定子部分 定子作用：產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)；組成：外殼、鐵心、繞組。（1）外殼：機(jī)座：鑄鐵件，保護(hù)和固定定子繞組。外表有散熱片散熱性能好。端蓋：鑄鐵件，作用：固定轉(zhuǎn)子。接線盒：保護(hù)和固定繞組

2、的引出線端子。吊環(huán)：起吊、搬抬三相電動(dòng)機(jī)。 第5頁(yè)，共30頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)51分，星期四定子部分（2）定子鐵心是磁路的一部分，由薄硅鋼片疊成。鐵心內(nèi)圓有均勻分布的槽口，用來(lái)嵌放定子繞圈。 定子沖片定子鐵心 第6頁(yè)，共30頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)51分，星期四定子部分（3）定子繞組是電動(dòng)機(jī)的電路部分，三相繞組對(duì)稱。線圈由絕緣銅導(dǎo)線繞制。繞組的六個(gè)出線端都引至接線盒上，首端標(biāo)為U1, V1, W1 ，末端標(biāo)為U2, V2, W2 。排列如圖，可以接成星形或三角形。 （a）星形連接 （b）三角形連接第7頁(yè)，共30頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)51分，星期四2轉(zhuǎn)子部分（

3、1）轉(zhuǎn)子鐵心由薄硅鋼片疊成，是磁路的一部分，也用來(lái)安放轉(zhuǎn)子繞組。（2）轉(zhuǎn)子繞組繞線形與籠形兩種。 繞線形繞組 是三相繞組，一般接成星形，三相首端引出到集電環(huán)上，通過電刷裝置與外電路相連，可串入電阻或電動(dòng)勢(shì)以改善電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行性能。 1集電環(huán)；2電刷；3變阻器 第8頁(yè)，共30頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)51分，星期四第9頁(yè)，共30頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)51分，星期四轉(zhuǎn)子部分 籠形繞組 在轉(zhuǎn)子鐵心的每一個(gè)槽中插入一根銅條，兩端用一個(gè)端環(huán)把導(dǎo)條連接起來(lái)，如圖所示。也可把轉(zhuǎn)子導(dǎo)條和端環(huán)風(fēng)扇葉片用鋁液一次澆鑄而成，稱為鑄鋁轉(zhuǎn)子，如圖所示。100kW以下的異步電動(dòng)機(jī)一般采用鑄鋁轉(zhuǎn)子。 （a

4、）銅排轉(zhuǎn)子 （b）鑄鋁轉(zhuǎn)子 第10頁(yè)，共30頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)51分，星期四3其他部分其他部分包括端蓋、風(fēng)扇等。端蓋除了起防護(hù)作用外，在端蓋上還裝有軸承，用以支撐轉(zhuǎn)子軸。風(fēng)扇則用來(lái)通風(fēng)冷卻電動(dòng)機(jī)。三相異步電動(dòng)機(jī)的定子與轉(zhuǎn)子之間的空氣隙，一般僅為0.2mm1.5mm。氣隙太大，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的功率因數(shù)降低；氣隙太小，使裝配困難，運(yùn)行不可靠，高次諧波磁場(chǎng)增強(qiáng)，從而使附加損耗增加以及使啟動(dòng)性能變差。第11頁(yè)，共30頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)51分，星期四第12頁(yè)，共30頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)51分，星期四第13頁(yè)，共30頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)51分，星期

5、四4.1.2 工作原理 1旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生 在空間位置上對(duì)稱的定子繞組中通入時(shí)間相位上對(duì)稱的三相交流電。設(shè)：圖4.7 三相交流電流波形圖 第14頁(yè)，共30頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)51分，星期四工作原理設(shè)電流為正時(shí)，在繞組中從首端流向末端，為負(fù)時(shí)，從末端流向首端。當(dāng) 0度瞬間，U為零、V為負(fù)，W為正，產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)，如圖4.7（a）所示，右邊是N極，左邊是S極。 圖4.7 兩極旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)示意圖第15頁(yè)，共30頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)51分，星期四工作原理當(dāng) 90度瞬間，U為正；V、W 為負(fù)，產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)，如圖（b）所示。第16頁(yè)，共30頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)51分，

6、星期四工作原理當(dāng) 180度瞬間，U為零；V為正、W 為負(fù)，產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)，如圖（c）所示。第17頁(yè)，共30頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)51分，星期四工作原理當(dāng) 300度瞬間，U為負(fù)；V為零、W為正，產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)，如圖（d）所示。第18頁(yè)，共30頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)51分，星期四工作原理可見，在電機(jī)中形成的合成磁場(chǎng)，是一個(gè)隨時(shí)間變化的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。當(dāng)電流變化一個(gè)周期,磁場(chǎng)也旋轉(zhuǎn)一周。當(dāng)定子繞組連接形成的是兩對(duì)磁極時(shí)，用相同的方法分析知：電流變化一個(gè)周期，磁場(chǎng)只轉(zhuǎn)動(dòng)了半圈，即轉(zhuǎn)速減慢了一半，由此得：第19頁(yè)，共30頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)51分，星期四工作原理 2感應(yīng)電

7、動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁力線被轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及電流。設(shè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)順轉(zhuǎn)，且某時(shí)刻為上北極N下南極S。據(jù)右手定則可判斷電流方向。 圖4.8 三相電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理第20頁(yè)，共30頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)51分，星期四工作原理3. 轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)流過電流的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在磁場(chǎng)中要受到電磁力作用，力F的方向可用左手定則確定。該電磁對(duì)轉(zhuǎn)軸形成電磁轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子按照旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為n。 轉(zhuǎn)速n總是小于而接近于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速n1。第21頁(yè)，共30頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)51分，星期四工作原理 4轉(zhuǎn)差率 n1與n之差與n1之比稱為轉(zhuǎn)差率s，即 轉(zhuǎn)差率是異步電動(dòng)機(jī)的一個(gè)基本參數(shù)，對(duì)分析

8、和計(jì)算運(yùn)行狀態(tài)及其機(jī)械特性有著重要的意義。第22頁(yè)，共30頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)51分，星期四三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌 1型號(hào) 國(guó)產(chǎn)中小型三相電動(dòng)機(jī)型號(hào)的系列為Y系列，是以電機(jī)中心高度為依據(jù)編制規(guī)格系列，如 Y-200L2-6 中、小型三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)座號(hào)與定子鐵心外徑及中心高度的關(guān)系見表4.2和表4.3。 異步電動(dòng)機(jī)中心高度200mm6極2號(hào)鐵心長(zhǎng)機(jī)座（M中機(jī)座）（S短機(jī)座）第23頁(yè)，共30頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)51分，星期四表4-1 三相異步電動(dòng)機(jī)銘牌 三 相 異 步 電 動(dòng) 機(jī)型號(hào)Y2-200L-4額定功率 30kW額定電流 57.63A額定電壓 380V頻率 50

9、HZ接法 D額定轉(zhuǎn)速 1470r/min防護(hù)等級(jí)IP54工作制SIF級(jí)絕緣功率因數(shù) 0.82效率 0.84 電 機(jī) 廠在三相異步電動(dòng)機(jī)的外殼上，固定有一牌子，稱銘牌。銘牌上注明這臺(tái)三相電動(dòng)機(jī)的主要技術(shù)數(shù)據(jù)，是選擇、安裝、使用和修理（包括重繞組）三相電動(dòng)機(jī)的重要依據(jù)，如表4-1所示，銘牌的主要內(nèi)容如下。 第24頁(yè)，共30頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)51分，星期四主要系列 中、小型三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)座號(hào)與定子鐵心外徑及中心高度的關(guān)系見表4.2和表4.3。 表4.2 小型異步三相電動(dòng)機(jī)表4.33 中型異步三相電動(dòng)機(jī)機(jī) 座 號(hào)1112131415定子鐵心外徑（mm）560650740850990

10、中心高度（mm）375450500560620機(jī) 座 號(hào)123456789定子鐵心外徑（mm）120145167210245280327368423中心高度（mm）90100112132160180225250280第25頁(yè)，共30頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)51分，星期四主要系列 2額定功率 滿載運(yùn)行時(shí)軸上所輸出的額定機(jī)械功率（kW）3額定電壓 指接到電動(dòng)機(jī)繞組上的線電壓，使用時(shí)應(yīng)按規(guī)定加電壓。4額定電流 在額定電壓下，輸出額定功率時(shí)，流入定子繞組的線電流。額定功率與其他額定數(shù)據(jù)之間有如下關(guān)系式：5.額定頻率：第26頁(yè)，共30頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)51分，星期四主要系列 6

11、額定轉(zhuǎn)速小于對(duì)應(yīng)的同步轉(zhuǎn)速n1。如n1=1 500r/min，則nN =1 440r/min。 7絕緣等級(jí) 絕緣等級(jí)是指三相電動(dòng)機(jī)所采用的絕緣材料的耐熱能力，它表明三相電動(dòng)機(jī)允許的最高工作溫度。 8定額允許連續(xù)使用的時(shí)間，分為連續(xù)、短時(shí)、周期斷續(xù)三種。（1）連續(xù)（2）短時(shí)（3）周期斷續(xù)第27頁(yè)，共30頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)51分，星期四主要系列 9接法 星形（Y）和三角形（D）兩種。定子繞組的連接只能按規(guī)定方法連接，不能任意改變接法，否則會(huì)損壞三相電動(dòng)機(jī)。 10防護(hù)等級(jí)外殼的防護(hù)等級(jí)，IP是防護(hù)等級(jí)標(biāo)志符號(hào)，數(shù)字分別表示電機(jī)防固體和防水能力。如IP44中第一位數(shù)字“4”表示電機(jī)能防

12、止直徑或厚度大于1毫米的固體進(jìn)入電機(jī)內(nèi)殼。第二位數(shù)字“4”表示能承受任何方向的濺水。第28頁(yè)，共30頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)51分，星期四4.1.4 三相異步電動(dòng)機(jī)的主要系列Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)主要系列的型號(hào)、名稱、使用特點(diǎn)和場(chǎng)合見表4-4所示 型號(hào)名稱使用特點(diǎn)和場(chǎng)合Y(IP44)Y(IP23)(封閉式)小型三相異步電動(dòng)機(jī)(防護(hù)式)為一般用途三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，可用于起動(dòng)性能、調(diào)速性能及轉(zhuǎn)差率無(wú)特殊要求的機(jī)械設(shè)備，如金屑切削、機(jī)床、水泵、運(yùn)輸機(jī)械、農(nóng)用機(jī)械 IP44封閉式，能防止灰塵、水滴大量地進(jìn)入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部，適用于灰塵多、水土飛濺的場(chǎng)合 1P23防護(hù)式，能防止水滴或其他雜物從垂直線

13、成600角的范圍內(nèi)，落入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部，適用于周圍環(huán)境比較干凈、防護(hù)要求較低的場(chǎng)合YX高效率三相異步電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)效率指標(biāo)較基本系列平均提高3，適用于運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，負(fù)載率較高的場(chǎng)合，可較大幅度的節(jié)約電能 YD變極多速三相異步電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可逐級(jí)調(diào)節(jié)，有雙速、三速和四速三種類型，調(diào)節(jié)方法比較簡(jiǎn)單，適用于不要求平滑謂速的升降機(jī)、車床切削等 YH高轉(zhuǎn)差率三相異步電動(dòng)機(jī)較高的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，較小的起動(dòng)電流，轉(zhuǎn)差率高機(jī)械特性軟。適用于具有沖擊性負(fù)載 起動(dòng)及逆轉(zhuǎn)較頻繁的機(jī)械設(shè)備，如剪床、沖床、鍛冶機(jī)械等 第29頁(yè)，共30頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)51分，星期四型號(hào)名稱使用特點(diǎn)和場(chǎng)合YB隔爆型三相異步電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)外客結(jié)構(gòu)有隔爆措施，可用于燃性氣體(如瓦斯和煤塵)或蒸氣與空氣形成的爆炸混合物的化工、煤礦等易燃易爆場(chǎng)所YCT電磁調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)由普通籠型電動(dòng)機(jī)、電磁轉(zhuǎn)差離合器組成，用晶閘管可控直流進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)速，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制功率小，調(diào)速范圍較廣等特點(diǎn)，轉(zhuǎn)速變化率精度可達(dá)小于3，適用于紡織、化工、造紙、水泥等恒轉(zhuǎn)矩和通風(fēng)機(jī)型負(fù)載YR(IP44)(封閉式)