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电动机的分类与基本结构

时间:2022-11-03 百科知识 版权反馈
【摘要】:三相异步电动机是应用最广泛的一种电动机。此外,三相异步电动机具有较高的效率和较好的工作特性,能满足大多数机械设备的拖动要求,而且在其基本系列的基础上可以方便地导出各种派生系列,以适应各种三相异步电动机的使用条件。三相异步电动机的主要分类参见表4-1-1-2。电动机主要由两个基本部分组成,固定不动的部分叫定子,转动的部分叫转子,在定子和转子之间有一定的气隙。

一、电动机的分类

电动机的种类很多,可按防护形式、安装方式、绝缘等级、额定功率、电源电压、电源频率、运行特性、结构、用途等来分类。目前我国是以电动机的功率来划分大类,如中小型电动机(功率范围为1~1 000 kW;其中1~100 kW为小型电动机,100~1 000 kW为中型电动机),并以其性能、用途、结构特征、形式(分为直流、异步、同步等三类)等作为补充来细分。常用的分类方法参见表4-1-1-1。

表4-1-1-1 电动机的分类

续表

三相异步电动机是应用最广泛的一种电动机。它与直流电动机、同步电动机不同,其转子绕组不需要与其他电源相连接,而定子绕组的电流则直接取自交流电网,所以三相异步电动机具有结构简单,制造、使用及维修方便、运行可靠、重量较轻、成本较低等优点。此外,三相异步电动机具有较高的效率和较好的工作特性,能满足大多数机械设备的拖动要求,而且在其基本系列的基础上可以方便地导出各种派生系列,以适应各种三相异步电动机的使用条件。三相异步电动机的主要分类参见表4-1-1-2。

表4-1-1-2 三相异步电动机的主要分类

二、电动机的基本结构

电动机主要由两个基本部分组成,固定不动的部分叫定子,转动的部分叫转子,在定子和转子之间有一定的气隙。三相异步电动机的结构如图4-1-1-1所示。

图4-1-1-1 三相异步电动机的结构
1—接线盒;2—前端盖;3,6—轴承;4—定子绕组;
5—转子;7—后端盖;8—风扇;9—风罩

1.定子(静止部分)

电动机的定子由机壳(包括机座、端盖)、定子铁芯和定子绕组组成。

(1)定子铁芯:电动机磁路的一部分,并在其上放置定子绕组,它的作用是导磁。定子铁芯一般由0.35~0.5 mm的硅钢片冲制、叠压而成。大容量的电动机,其硅钢片表面还涂有绝缘漆,使各片之间绝缘;小容量的电动机是利用硅钢片表面的氧化层作为片间绝缘,以减少涡流损耗。在铁芯的内圆冲有均匀分布的槽,用以嵌放定子绕组。常见的有24槽、36槽等,如图4-1-1-2所示。

(2)定子绕组:电动机的电路部分,它的作用是导电。通入三相交流电,产生旋转磁场。由三组在空间互隔120°角、对称排列的结构完全相同的绕组连接而成,这些绕组的各个线圈按一定规律分别嵌放在定子铁芯各槽内,各相绕组之间以及绕组跟铁芯之间均用绝缘材料(如青壳纸、聚酯薄膜等)隔开。三相绕组的引出线接到接线盒的接线柱上,如图4-1-1-3所示。

图4-1-1-2 24槽定子硅钢冲片

图4-1-1-3 定子绕组

(3)机座:主要用于固定与支承定子铁芯,并起防护、散热等作用。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。封闭式电动机的机座外面有散热筋以增加散热面积,防护式电动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。由于冷却方式不同,电动机机座形式也不一样。鼠笼式异步电动机的定子铁芯紧贴在机座内壁上,热量通过定子铁芯传导给机座,再由机座表面扩散到空气中,如图4-1-1-4所示。

(4)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。

2.转子(旋转部分)

电动机的转子由转轴、转子铁芯和转子绕组组成,如图4-1-1-5所示。

图4-1-1-4 机座

图4-1-1-5 转子

(1)三相异步电动机的转子铁芯:作为电动机磁路的一部分以及在铁芯槽内放置转子绕组,它的作用是导磁。所用材料与定子一样,由硅钢片冲制、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,如图4-1-1-6所示。通常用定子铁芯冲落后的硅钢片内圆来冲制转子铁芯。一般小型异步电动机的转子铁芯直接压装在转轴上,大、中型异步电动机(转子直径在300~400 mm以上)的转子铁芯则借助于转子支架压在转轴上。

图4-1-1-6 转子铁芯冲片

(2)三相异步电动机的转子绕组:转子绕组也是电动机的电路部分,它的作用是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,可分为鼠笼式转子和绕线式转子。异步电动机转子绕组多采用鼠笼式,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。若去掉转子铁芯,则整个绕组的外形像一个鼠笼,故称笼型绕组,如图4-1-1-7(a)所示。小型笼型电动机采用铸铝转子绕组,如图4-1-1-7(b)所示。对于100 kW以上的电动机采用铜条和铜端环焊接而成。

图4-1-1-7 鼠笼式转子绕组

(a)笼型绕组;(b)铸铝转子绕组

除鼠笼式转子外,异步电动机还有一种绕线式转子,其转子铁芯与鼠笼式转子相同,不同之处是在转子铁芯槽内嵌入了三个对称的转子绕组。转子绕组接到固定在转轴上的三个彼此绝缘的集电环上,靠电刷与外电路连接。图4-1-1-8所示是中型异步电动机的绕线式转子绕组。采用绕线式转子的异步电动机比鼠笼式异步电动机结构复杂,成本也较高,但具有较好的启动性能(启动电流较小,启动转矩较大),适用于对启动有特殊要求或需要调速的场所。

图4-1-1-8 绕线式转子绕组

(3)转轴。转轴是电动机输出机械能的重要部件,用中碳钢制成,可以承受很大的转矩。转轴通过轴承固定在机座两端的端盖上,如图4-1-1-9所示。

图4-1-1-9 转轴

3.三相异步电动机的其他附件

(1)端盖:支承作用。

(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。

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