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顯威:三相異步電動機的結構與工作原理

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顯威:三相異步電動機的結構與工作原理

發布日期:2019-03-19 作者:上海顯威電機有限公司 點擊:

一、什么是三相異步電動機?

      實現電能與機械能相互轉換的電工設備總稱為電機。電機是利用電磁感應原理實現電能與機械能的相互轉換。把機械能轉換成電能的設備稱為發電機,而把電能轉換成機械能的設備叫做電動機。

      在生產上主要用的是交流電動機,特別三相異步電動機,因為它具有結構簡單、堅固耐用、運行可靠、價格低廉、維護方便等優點。它被廣泛地用來驅動各種金屬切削機床、起重機、鍛壓機、傳送帶、鑄造機械、功率不大的通風機及水泵等。

      對于各種電動機我們應該了解下列幾個方面的問題:(1)基本構造;(2)工作原理;(3)表示轉速與轉矩之間關系的機械特性;(4)起動、調速及制動的基本原理和基本方法;(5)應用場合和如何正確使用。


1、三相異步電動機的結構與工作原理

(1。1)、三相異步電動機的構造

三相異步電動機的兩個基本組成部分為定子(固定部分)和轉子(旋轉部分)。此外還有端蓋、風扇等附屬部分


1).定子

三相異步電動機的定子由三部分組成:


2).轉子

三相異步電動機的轉子由三部分組成:


鼠籠式電動機由于構造簡單,價格低廉,工作可靠,使用方便,成為了生產上應用得最廣泛的一種電動機。

為了保證轉子能夠自由旋轉,在定子與轉子之間必須留有一定的空氣隙,中小型電動機的空氣隙約在0.2~1.0mm之間。


(1。2)、三相異步電動機的轉動原理

1).基本原理

為了說明三相異步電動機的工作原理,我們做如下演示實驗

(1).演示實驗:在裝有手柄的蹄形磁鐵的兩極間放置一個閉合導體,當轉動手柄帶動蹄形磁鐵旋轉時,將發現導體也跟著旋;若改變磁鐵的轉向,則導體的轉向也跟著改變。

(2).現象解釋:當磁鐵旋轉時,磁鐵與閉合的導體發生相對運動,鼠籠式導體切割磁力線而在其內部產生感應電動勢和感應電流。感應電流又使導體受到一個電磁力的作用,于是導體就沿磁鐵的旋轉方向轉動起來,這就是異步電動機的基本原理。

轉子轉動的方向和磁極旋轉的方向相同。

(3).結論:欲使異步電動機旋轉,必須有旋轉的磁場和閉合的轉子繞組。


2).三相異步電動機的極數與轉速

(1).極數(磁極對數p)

三相異步電動機的極數就是旋轉磁場的極數。旋轉磁場的極數和三相繞組的安排有關。

當每相繞組只有一個線圈,繞組的始端之間相差120度空間角時,產生的旋轉磁場具有一對極,即p=1;

當每相繞組為兩個線圈串聯,繞組的始端之間相差60度空間角時,產生的旋轉磁場具有兩對極,即p=2;


(2).轉速n

三相異步電動機旋轉磁場的轉速n0與電動機磁極對數p有關

(3).轉差率s

電動機轉子轉動方向與磁場旋轉的方向相同,但轉子的轉速n不可能達到與旋轉磁場的轉速n0相等,否則轉子與旋轉磁場之間就沒有相對運動,因而磁力線就不切割轉子導體,轉子電動勢、轉子電流以及轉矩也就都不存在。也


就是說旋轉磁場與轉子之間存在轉速差,因此我們把這種電動機稱為異步電動機,又因為這種電動機的轉動原理是建立在電磁感應基礎上的,故又稱為感應電動機。

旋轉磁場的轉速n0常稱為同步轉速。

轉差率s——用來表示轉子轉速n與磁場轉速n0相差的程度的物理量。即:


轉差率是異步電動機的一個重要的物理量。

當旋轉磁場以同步轉速n0開始旋轉時,轉子則因機械慣性尚未轉動,轉子的瞬間轉速n=0,這時轉差率S=1。轉子轉動起來之后,n>0,(n0-n)差值減小,電動機的轉差率S<1。如果轉軸上的阻轉矩加大,則轉子轉速n降低,即


異步程度加大,才能產生足夠大的感受電動勢和電流,產生足夠大的電磁轉矩,這時的轉差率S增大。反之,S減小。異步電動機運行時,轉速與同步轉速一般很接近,轉差率很小。在額定工作狀態下約為0.015~0.06之間。

根據式(4-2),可以得到電動機的轉速常用公式 


例:有一臺三相異步電動機,其額定轉速 n=975r/min,電源頻率f=50Hz,求電動機的極數和額定負載時的轉差率S。

解:由于電動機的額定轉速接近而略小于同步轉速,而同步轉速對應于不同的極對數有一系列固定的數值。顯然,與975r/min最相近的同步轉速n0=1000r/min,與此相應的磁極對數p=3。因此,額定負載時的轉差率為: 


(4).三相異步電動機的定子電路與轉子電路

三相異步電動機中的電磁關系同變壓器類似,定子繞組相當于變壓器的原繞組,轉子繞組(一般是短接的)相當于副繞組。給定子繞組接上三相電源電壓,則定子中就有三相電流通過,此三相電流產生旋轉磁場,其磁力線通過定子和轉子鐵心而閉合,這個磁場在轉子和定子的每相繞組中都要感應出電動勢。


總結:

1、三相異步電動機的兩個基本組成部分為定子(固定部分)和轉子(旋轉部分)。

2、欲使異步電動機旋轉,必須有旋轉的磁場和閉合的轉子繞組,并且旋轉的磁場和閉合的轉子繞組的轉速不同,這也是“異步”二字的含義;

3、三相電源流過在空間互差一定角度按一定規律排列的三相繞組時,便會產生旋轉磁場; 

4、旋轉磁場的方向是由三相繞組中電源相序決定的;

5、三相異步電動機旋轉磁場的轉速n0與電動機磁極對數p有關,它們的關系是:

6、轉差率s——用來表示轉子轉速n與磁場轉速n0相差的程度的物理量。即: 轉差率是異步電動機的一個重要的物理量,異步電動機運行時,轉速與同步轉速一般很接近,轉差率很小。在額定工作狀態下約為0.015~0.06之間。

7、三相異步電動機中的電磁關系同變壓器類似,定子繞組相當于變壓器的原繞組,轉子繞組(一般是短接的)相當于副繞組。

上海顯威電機有限公司

本文網址:http://www.gpstq.com/news/451.html

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