三相異步電動機的基本結構、工作原理、型號及銘牌數據

2020-12-05 聊聊電工技術那些事

三相異步電動機是把電能轉換為機械能的電氣設備。它具有構造簡單,價格低廉,工作穩定可靠,控制維護方便的優點,所以在生產實踐中得到廣泛應用。三相異步電動機分為鼠籠式異步電動機和繞線式異步電動機兩種,在建築工地上使用的電動機,絕大部分都是三相鼠籠式異步電動機。更多電工知識大家可以搜索微信公眾號「電工技術雜貨鋪」,裡面定期分享電工技術相關知識。

1 三相異步電動機的基本結構

三相異步電動機主要是由定子和轉子構成。

(1) 定子

定子一般由定子鐵心、定子繞組和機座三部分組成。

① 定子鐵心 定子鐵心是電機磁路的一部分,可以用來嵌放定子繞組。為了減少磁滯損耗和渦流損耗,定子繞組用0.5mm厚的矽鋼片疊合而成,放在機座內。在鐵心的內表面分布有與轉軸平行的槽,用來安放定子繞組。

② 定子繞組 定子繞組是異步電動機的電路部分,由三相對稱繞組組成,用來產生旋轉的磁場。

③ 機座 機座常用鑄鐵和鑄鋼製成,其作用是固定定子鐵心和定子繞組,並以前後端蓋支撐轉子軸,它的外表面鑄有散熱筋,以增加散熱面積,提高散熱效率。

(2) 轉子

① 轉子鐵心 轉子鐵心有兩個作用:它是電機磁路的一部分,可以用來嵌放轉子繞組。為了減少磁滯損耗和渦流損耗,轉子繞組用0.5mm厚的矽鋼片疊合而成。

② 轉子繞組 轉子繞組的作用:切割定子磁場,產生感應電動勢和電流,並在旋轉磁場的作用下受力而使轉子轉動。

根據構造的不同分為鼠籠式轉子、繞線式轉子兩種。 

鼠籠式轉子繞組是在轉子鐵心的槽內嵌放銅條和鋁條,導體兩端各用一個端環聯接。如果去掉鐵心,其形狀像一個鼠籠,所以稱為鼠籠式轉子,具有鼠籠式轉子的電動機稱為鼠籠式異步電動機。

繞線式轉子的繞組是在轉子鐵心的槽內嵌放對稱的三相繞組,並做星形聯接,每相繞組的首端分別接到裝在軸上的三個彼此絕緣的銅製滑環上,再通過壓在旋轉滑環上的電刷與外電路的電阻器等設備連接,具有繞線式轉子的電動機稱為繞線式異步電動機。

2 三相異步電動機的工作原理

(1) 當定子三相繞組通入三相對稱交流電時,就會在空間產生一個旋轉磁場。

轉子導體中的感應電流在定子旋轉磁場的作用下受到力的作用,形成電磁轉矩,使轉子沿著旋轉磁場的方向轉動起來。

轉子轉速和旋轉磁場的轉速不同,所以稱為異步電動機。

(2) 轉差率S

轉差率表示轉子轉速與旋轉磁場轉速相差的程度。異步電動機旋轉磁場的轉速與轉子轉速之間的轉速差與旋轉磁場的轉速之比,稱為異步電動機的轉差率。

(3) 三相異步電動機的旋轉速度

轉子轉速即為三相異步電動機的旋轉速度。

3 三相異步電動機的型號與銘牌數據

(1) 額定電壓UN

電動機額定運行時加在定子繞組上的線電壓,叫做電動機的額定電壓。

(2) 額定電流IN

電動機額定運行時加在定子繞組上的線電流,叫做電動機的額定電流。

(3) 額定功率PN

電動機在額定狀態下工作(U=UN,I=IN),轉軸上輸出的機械功率叫做電動機的額定功率。

(4) 效率η

輸出功率與輸入功率的比值叫做電動機的效率。

(5) 定子繞組的接法

一般3kW以下的電動機接成星形聯接,3kW以上的電動機接成三角形聯接。

(6) 額定轉速n

動機在額定工作狀態下,轉子的轉速稱為額定轉速。

(7) 功率因數cosφ

電動機的有功功率和視在功率之比,叫做電動機的功率因數。Y系列電動機的功率因數為0.7~0.9 。

(8) 電動機的工作方式

連續工作:可以按銘牌規定的各項額定值長期連續工作,這種電動機的負荷較穩定。

短時工作:電動機的工作時間較短,停歇的時間較長。

斷續工作:電動機周期性地工作→停歇→工作,如此反覆運行。

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