三相鼠籠式電機工作原理及結構

2021-01-08 電子發燒友
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三相鼠籠式電機工作原理及結構

發表於 2019-10-09 09:17:43

　　三相異步鼠籠式電動機的工作原理

　　當電動機的三相定子繞組（各相差120度電角度），通入三相對稱交流電後，將產生一個旋轉磁場，該旋轉磁場切割轉子繞組。

　　從而在轉子繞組中產生感應電流（轉子繞組是閉合通路），載流的轉子導體在定子旋轉磁場作用下將產生電磁力，從而在電機轉軸上形成電磁轉矩，驅動電動機旋轉，並且電機旋轉方向與旋轉磁場方向相同。

　　鼠籠式轉子：轉子繞組由插入轉子槽中的多根導條和兩個環行的端環組成。若去掉轉子鐵心，整個繞組的外形像一個鼠籠，故稱籠型繞組。小型籠型電動機採用鑄鋁轉子繞組，對於100KW以上的電動機採用銅條和銅端環焊接而成。

　　鼠籠轉子分為：阻抗型轉子、單鼠籠型轉子、雙鼠籠型轉子、深槽式轉子幾種，起動轉矩等特性各有不同。

　　三相鼠籠式異步電動機的結構圖解

　　異步電動機的主要結構是由定子和轉子兩部分組成，定、轉子中間是空氣隙。此外，還有端蓋、軸承、機座等部件，圖1是三相鼠籠式異步電動機的結構圖。

　　1．定子

　　定子是異步電動機固定不動的部分。由機座、定子鐵芯和定子繞組組成。

　　機座是電動機的外殼，起著支撐電機的作用，通常用鑄鐵鑄成。大機座也有用鋼板拼焊起來的。

　　定子鐵芯是電動機磁路的一部分，裝在機座內部。它是一個中空圓柱體，外壁與機座配合，內壁開槽，槽內放定子繞組。為了減少鐵芯中的損耗，定子鐵芯用0．5mm厚的矽鋼片疊成。

　　三相異步電機的定子繞組並不是都按星形接法聯接，只有在大容量高電壓時，才按星形接法聯接。一般中、小容量低電壓的異步電機，通常把三相繞組的六根線頭引出來，在外面根據需要把它接成三角形或星形接法。這樣，既可以使電機適用於兩種不同等級的電源電壓，例如星形接法用於380V電源；三角接法就可以用於220V電源上，又能滿足起動的要求，即設計成在三角接法時，用於380V電源，起動時，改成星形接法，達到降壓起動的目的。

　　定子繞組用絕緣的銅導線繞成，嵌在定子槽內，繞組與槽壁間用絕緣材料隔開。

　　2．氣隙

　　異步電機的氣隙比同容量直流電機的氣隙要小得多，在中、小型異步電機中，一般為0．2～1．0mm。這是因為異步電機的勵磁電流是由電網供給的，氣隙大時，勵磁電流也就大，從而降低了電機的功率因數。為了提高功率因數，應儘量把氣隙做得小些。但是氣隙過小時，將使裝配困難，運行不可靠，高次諧波磁場增強，從而使附加損耗增加。

　　3．轉子

　　電動機的轉子是由轉子鐵芯、轉子繞組和轉軸組成的。轉子鐵芯也是磁路的一部分，一般由矽鋼片疊成，鐵芯固定在轉軸上。

　　轉子繞組如果是繞線式的，它可以聯成星形或三角形。一般小容量的接成三角形；中、大容量的都接成星形。繞組的三根引出線接到三個集電環（集電環固定在轉軸上），用一套電刷引出來，如圖2所示。

　　這就可以把外接電阻連聯到轉子繞組迴路裡去。串電阻的目的是為了改善電動機的特性或者是為了調節轉速。

　　鼠籠式轉子繞組的結構與定子繞組大不相同，在轉子鐵芯上也有槽，各槽裡都有一根導條。在鐵芯的兩端有兩個瑞環，分別把所有導條伸出槽外的部分都聯接起來，形成了短接的迴路。如果拿掉轉子鐵芯，繞組的形狀就像一個老鼠籠子，如圖3（a）所示。導條的材料有用銅的，有用鋁的。如果是用銅的，就是把事先做好的裸銅條插入轉子鐵芯槽中，再用銅環套在兩端銅條的頭上，並焊接在一起；如果是用鋁做繞組時，是用熔化了的鋁液直接澆鑄在轉子鐵芯槽內，連同瑞環和風扇葉一次鑄成，如圖3（b）所示。

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