三相交流异步电机是工业生产、 交通运输和家庭生活中各种电气设备的拖动装置， 没有三相交流异步电机， 工业生产的 “母机” ——机床， 就没有了动力， 交通运输设备就无法正常工作， 人们的正常生活就无法得到保障。 因此对工业生产中的电机进行定期保养、 维护和检修， 是保证电力拖动机械设备正常工作的先决条件。
一、 三相交流异步电机的结构
三相交流异步电机主要由两大部分组成， 一是固定不变的部分， 简称为定子； 二是可以自由旋转的部分， 简称为转子。 在定子和转子之间还有一个很小的气隙。 此外， 三相交流异步电机还有端盖、轴承和风扇等部件，具体的内部结构如图1－44所示。
三相交流异步电机只有定子绕组与交流电源连接， 转子是自行闭合的。 虽然定子绕组和转子绕组在电路上是分开的， 但两者却在同一磁路上。
图1－44 三相交流异步电机的内部结构
1—风扇； 2—定子绕组； 3—定子铁芯； 4—接线盒；5—轴承盖；6—端盖； 7—机座；8—轴承； 9—笼型绕组；10—转子铁芯；11—罩壳； 12—转子； 13—转轴
1. 定子
三相交流异步电机的定子主要由定子铁芯、 定子绕组和机座等构成。
1） 定子铁芯
定子铁芯是电机主磁路的一部分， 用来放置定子绕组。 为了减小交变磁场在铁芯中的磁滞和涡流损耗， 定子铁芯通常采用导磁性能良好、 厚度为0.35～0.5mm硅钢片冲制涂漆叠压而成。为了放置定子绕组，硅钢片的内圆表面冲有均匀分布的槽，如图1－45所示。
图1－45 定子铁芯硅钢片
2） 定子绕组
定子绕组是电机定子的电路部分， 其作用是通入三相对称交流电后产生旋转磁场。 定子绕组是使用绝缘铜线绕制而成的， 三相绕组对称地嵌放在定子铁芯槽内。 三相交流异步电机定子绕组是一个三相对称绕组， 它由三个完全相同的绕组所组成， 每个绕组即一相， 三个绕组在空间相差120°电角度。
三相交流异步电机定子绕组的三个首端U1、 V1、 W1和三个末端U2、 V2、 W2， 都是从机座上的接线盒中引出的， 根据电动机的容量和需要， 定子绕组可以接成星形 （ ） 或三角形（△），具体接线图如图1－46所示。
图1－46 定子绕组接线图
（a） 原理接线图； （b） 接线盒内接线图
3） 机座
机座是电机的外壳和支架， 它的作用是固定和保护定子铁芯、 定子绕组， 并支撑端盖，所以要求机座具有足够的机械强度， 中小型电机机座一般采用铸铁铸造， 大型电机的机座采用钢板焊接而成。
2. 转子
转子是三相交流异步电机的转动部分， 它是在定子绕组旋转磁场的作用下获得一定的转矩而旋转起来的。 转子由转子铁芯、 转子绕组和转轴等组成。
1） 转子铁芯
转子铁芯是电机主磁路的一部分， 通常由厚度为0.35～0.5mm的硅钢片叠压而成。 中小型异步电机的转子铁芯一般都直接固定在转轴上， 而大型异步电机的转子铁芯则套在转子支架上， 然后把支架固定在转轴上。
2） 转子绕组
转子绕组是闭合的， 它是转子的一部分。 它的作用是在旋转磁场的作用下， 产生感应电动势和感应电流， 由此获得一定的电磁转矩。 按照转子绕组结构形式的不同， 可将转子分为绕线型和笼型两种，两种转子绕组类型的结构如图1－47所示。
图1－47 转子绕组的结构
（a） 绕线型转子绕组的结构； （b） 笼型转子绕组的结构
绕线型转子绕组与定子绕组相似， 是一个对称三相绕组， 嵌放在转子铁芯槽内， 三相转子绕组通常接成星形， 三个末端连接在一起， 三个首端分别与转轴上的三个集电环相连， 通过集电环和电刷连接到外电路的变阻器上， 以便改善电机的起动和调速性能。 绕线型转子绕组外电路电阻的接线如图1－48所示。
图1－48 绕线型转子绕组外接变阻器的等效电路
1—电刷；2—变阻器； 3—轴； 4—集电环； 5—绕组
笼型转子绕组是由安放在转子铁芯槽内的裸导线和两端的短路环连接而成， 转子绕组就像一个 “鼠笼” 的形状， 故称为笼型转子绕组。
3） 转轴
转轴是支撑转子铁芯和输出转矩的部件， 它必须具有足够的刚度和强度， 转轴一般用中碳钢车削而成， 轴伸端铣有键槽， 用来固定带轮或联轴器。
3. 气隙
三相交流异步电机的定子与转子之间的空气间隙称为气隙， 一般仅为0.2～1.5mm， 气隙的大小对电机的性能影响极大， 气隙过大， 则磁阻增大， 电网提供的励磁电流增大， 导致电机运行时的功率因数降低； 气隙过小， 会导致装配困难、 运行不可靠及高次谐波磁场增强， 从而使附加损耗增加， 甚至会使电机的起动性能变差。 电机的功率越大， 气隙就越大。
二、 三相交流异步电机的铭牌
三相交流异步电机的铭牌参数可以表示电机的性能、 电气特征和工作特性等主要指标，每台三相交流异步电机的机座表面上都有一块铭牌， 上面标注电机的型号、 额定参数、 接线方式、防护等级、绝缘等级、生产日期、标准编号及出厂编号等。 下面以Y112M－4型电机为例来说明铭牌数据的含义，如图1－49、图1－50所示。
图1－49 Y112M－4型电机的铭牌
图1－50 铭牌的含义
1. 型号
1） Y系列
其为一般用途的小型笼型全封闭自冷式三相交流异步电机。 Y系列三相交流异步电机的额定电压为380V， 额定功率为50Hz， 功率范围为0.55～315k W， 同步转速为600～3000r／min。 其主要用于金属切削机床、 通用机械、 矿山机械和农业机械等， 也可用于拖动静止负载或用于惯性负载较大的机械， 如压缩机、 传送带、 磨床、 锤击机、 粉碎机、 小型起重机等运输机械等。
2） YR系列
其为三相绕线型转子异步电机。 YR系列三相交流异步电机适用于电源容量小、 不能用同容量笼型异步电机起动的生产机械。
3） YD系列
其为变极多速三相交流异步电机。
4） YQ系列
其为高起动转矩的三相交流异步电机， 适用于起动静止负载或惯性较大的机械， 如压缩机、 粉碎机等。
5） YZ和YZR系列
其为起重和冶金用的三相交流异步电机。 YZ系列为笼型异步电机， YZR系列为绕线型转子异步电机。
6） YB系列
其为防爆式笼型三相交流异步电机。
7） YCT系列
其为电磁调速三相交流异步电机， 主要用于纺织、 印染、 化工、 造纸、 船舶及要求变速的机械。
2. 额定频率
其为加在电机定子绕组上的允许频率， 国产异步电机的额定频率为50Hz。
3. 额定电压
其为定子三相绕组规定应加的线电压值， 一般应为380V。
4. 额定电流
其为电动机轴上输出额定功率时， 定子电路取用的线电流。
5. 额定功率
其为电动机在额定转速下长期持续工作时， 电动机不过热， 轴上所能输出的机械功率。
PN＝
UNINηNcosϕN（1－68）
式中，cosϕ为额定功率因数；ηN为额定效率。
根据电机额定功率， 可求出电动机的额定转矩为：
TN＝9550
（1－69）
式中，PN为额定功率（k W）；TN为额定转矩（N·m）；n N为额定转速（r／min）。
6. 额定转速
其为电机在额定负载时的转子转速。
7. 绝缘等级
绝缘等级是指电机内部所用绝缘材料允许的最高温度等级， 它决定了电机工作时允许的温升。各种绝缘等级对应的温度见表1－13。
表1－13 绝缘等级
三相交流电机采用哪种绝缘等级的材料， 取决于电机的最高允许温度， 如环境温度规定为40℃， 电机的温升为90℃， 则最高允许温度为130℃， 这就需要采用B级绝缘材料。
［例1－7］ 一台型号为Y160M－4的三相交流异步电动机，铭牌数据如下：PN＝15k W， UN＝380V，cosϕN＝0.88，ηN＝88.2％，定子绕组为三角形连接。求该电动机的额定电流及对应的相电流。
解： 该电动机的额定电流为：
由电路的基本知识可知， 在三角形连接的电路中， 线电流等于相电流的 3倍， 所以相电流为：
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