異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)以及原理

1、關(guān)于異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)及原理第一張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月主要內(nèi)容：一、三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)（一）、定子：（1）定子鐵心（2）定子繞組（3）繞組絕緣：（二）、轉(zhuǎn)子：（1）轉(zhuǎn)子鐵心：（2)繞線式轉(zhuǎn)子:（3)繞線式轉(zhuǎn)子:（4）轉(zhuǎn)軸（三）、機(jī)座： （四）、其它附件（1）端蓋： （2）軸承： （3）軸承端蓋：（4）、風(fēng)扇 （5）、風(fēng)扇護(hù)罩（6）、接線盒及接線柱：（7）、銘牌： （8） 、異步電動(dòng)機(jī)的型號(hào)：二、三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理第二張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月電機(jī)結(jié)構(gòu)圖第三張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第四張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第五張，PP

2、T共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第六張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月一、三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)一. 三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)鼠籠式三相異步電動(dòng)機(jī)繞線式定子轉(zhuǎn)子定子鐵芯機(jī)座定子繞組轉(zhuǎn)子鐵芯轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)子繞組風(fēng)罩風(fēng)葉轉(zhuǎn)子定子端蓋第七張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（一）、定子：電動(dòng)機(jī)的靜止部分稱定子，主要包括有定子鐵心、定子繞組、機(jī)座等部件，第八張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第九張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（1）定子鐵心 作用：作為電機(jī)磁路的一部分，并在其上放置定子繞組。定子鐵心一般由0.350.5毫米厚表面具有絕緣層(涂絕緣漆或硅鋼片表面具有氧化膜絕緣層)的硅

3、鋼片沖制、疊壓而成，在鐵心的內(nèi)圓沖有均勻分布的槽，用以嵌放定子繞組第十張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 槽型有開(kāi)口型、半開(kāi)口型、半閉口型三種。半閉口型槽的優(yōu)點(diǎn)是電動(dòng)機(jī)的效率和功率因數(shù)較高。缺點(diǎn)是繞組嵌線和絕緣都較困難。一般應(yīng)用于中、小型低壓電機(jī)中。半開(kāi)口型槽可以嵌放成型線圈（繞組）故一般應(yīng)用于大型、中型低壓電機(jī)中。開(kāi)口型槽用以嵌放成型線圈（繞組） 。所謂成型繞組即繞組可以事先經(jīng)過(guò)絕緣處理后再放入槽內(nèi)，因此繞組絕緣方法比半閉口槽更方便，主要用在高壓電機(jī)中。定子鐵心制作完成后再整體壓入機(jī)座內(nèi)，隨后在鐵心槽內(nèi)嵌放定子繞組。定子鐵心槽型半閉口型 半開(kāi)口型 開(kāi)口型 第十一張，PPT共五十七頁(yè)，

4、創(chuàng)作于2022年6月（2）定子繞組作用：是電動(dòng)機(jī)的電路部分，通入三相步電動(dòng)機(jī)定子繞組通常用高強(qiáng)度漆包線 (銅線或鋁錢(qián))繞制成各種線圈后，再嵌放在定子鐵心槽內(nèi)。中型電機(jī)繞線機(jī)小型電機(jī)繞線機(jī)第十二張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月大中型電機(jī)則用各種規(guī)格的扁銅線經(jīng)過(guò)絕緣處理后，再嵌放在定子鐵心槽內(nèi)。漲型機(jī)漲型機(jī)成型線圈第十三張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月聚酯薄膜聚四氟乙烯薄膜聚酯薄膜（3）繞組絕緣：為了保證繞組的各導(dǎo)電部分與鐵心之間的可靠絕緣以及繞組本身之間的可靠絕緣，故在定子繞組制造過(guò)程中采取了許多絕緣措施，三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組的主要絕緣項(xiàng)目有以下三種:1)對(duì)地絕緣: 定子繞

5、組整體與定子鐵心之間的絕緣。2)相間絕緣: 各相定子繞組之間的絕緣。 3)匝間絕緣: 每相定子繞組各線匝之間的絕緣。第十四張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月聚酯薄膜聚四氟乙烯薄膜聚酯薄膜青殼紙 J02系列電動(dòng)機(jī)絕緣等級(jí)為E級(jí)，Y系列電動(dòng)機(jī)絕緣等級(jí)為B級(jí)。常用的薄膜類絕緣材料有聚酯薄膜青殼紙、聚酯薄膜、聚酯薄膜玻璃漆布箔及聚四氟乙烯薄膜。第十五張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 定子三相繞組在槽內(nèi)嵌放完畢后共有六個(gè)出線端引到電動(dòng)機(jī)機(jī)座的接線盒內(nèi)，可按需要將三相繞組接成星形接法(Y接)或三角形接法(接)。 第十六張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（二）、轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子是電動(dòng)機(jī)的

6、旋轉(zhuǎn)部分，包括轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸等部件。 （1）轉(zhuǎn)子鐵心：作用：轉(zhuǎn)子鐵心作為電機(jī)磁路的一部分，并放置轉(zhuǎn)子繞組。般用0.350.5毫米厚的硅鋼片沖制、疊壓而成，硅鋼片外圓沖有均勻分布的孔，用來(lái)安置轉(zhuǎn)子繞組。 通常都是用定子鐵心沖落后的硅鋼片內(nèi)圓來(lái)沖制轉(zhuǎn)子鐵心，一般小型異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)于鐵心直接壓裝在轉(zhuǎn)軸上，而大，中型異步電動(dòng)機(jī)(轉(zhuǎn)子直徑在300400毫米以上)的轉(zhuǎn)子鐵心則借助于轉(zhuǎn)子支架壓在轉(zhuǎn)軸上。為了改善電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)及運(yùn)行性能，鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子鐵心一般都采用斜槽結(jié)構(gòu)(即轉(zhuǎn)子槽并不與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸的軸線在同一平面上，而是扭斜了一個(gè)角度)，第十七張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（2）轉(zhuǎn)

7、子繞組: 其作用為切割定于磁場(chǎng)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流，并在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下受力而使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。根據(jù)構(gòu)造的不同可分為鼠籠式轉(zhuǎn)子和繞線式轉(zhuǎn)子兩種類型。1)鼠籠式轉(zhuǎn)子:通常有兩種結(jié)構(gòu)型式，中小型異步電動(dòng)機(jī)的鼠籠轉(zhuǎn)子一般為鑄鋁式轉(zhuǎn)子，即采用離心鑄鋁法，將熔化了的鋁澆鑄在轉(zhuǎn)子鐵心槽內(nèi)成為一個(gè)完整體，連兩端的短路環(huán)和風(fēng)扇葉片一起鑄成，下圖(a)為鑄鋁轉(zhuǎn)子的繞組部分， (b)為整個(gè)鑄鋁轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。而所謂離心鑄鋁法即是讓轉(zhuǎn)子鐵心高速旋轉(zhuǎn)，使熔化的鋁在離心力作用下能充滿鐵心槽內(nèi)的各部分，以避免出現(xiàn)氣孔或裂縫。（a）鑄鋁轉(zhuǎn)子繞組 （b）鑄鋁轉(zhuǎn)子第十八張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 為了提高電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩

8、，在容量較大的異步電動(dòng)機(jī)中，鼠籠轉(zhuǎn)子有采用雙鼠籠或深槽結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子，如圖所示。雙鼠籠轉(zhuǎn)子上有內(nèi)外兩個(gè)鼠籠，外籠采用電阻率較大的黃銅條制成，內(nèi)籠則用電阻率較小的紫銅條制成。而深槽轉(zhuǎn)子繞組則用狹長(zhǎng)的導(dǎo)體制成。 （a）雙鼠籠轉(zhuǎn)子槽型 （b）深槽轉(zhuǎn)子槽型第十九張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 （3)繞線式轉(zhuǎn)子: 繞線式異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組結(jié)構(gòu)與鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)完全一樣，但其轉(zhuǎn)子繞組與鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)則絕然不同，繞線式轉(zhuǎn)子繞組也和定子繞組一樣做成三相對(duì)稱繞組它的極對(duì)數(shù)和定子繞組也相同。三組轉(zhuǎn)子繞組一般都接成星形接法，三相繞組的首端引出線接到固定在轉(zhuǎn)軸上并互相絕緣的三個(gè)銅制滑環(huán)上，有一組安裝在端蓋

9、上的電刷與滑環(huán)接觸，轉(zhuǎn)子三相繞組通過(guò)三相電刷聯(lián)接到外電路(一般為變阻器) 上。第二十張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 如圖。有些繞線式電動(dòng)機(jī)上裝有舉刷裝置，在啟動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子繞組與外電路接通起動(dòng)完畢正常運(yùn)行時(shí)，為了減少電刷與滑環(huán)間的磨損，扳動(dòng)舉刷裝置到運(yùn)轉(zhuǎn)位置，一方面利用短路裝置將三個(gè)滑環(huán)短接，另一方面又把三組電刷舉起，不再與滑環(huán)接觸。如圖所示。第二十一張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 由于繞線式電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)于結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，加上電刷與滑環(huán)的接觸面有可能出現(xiàn)接觸不良的故障，因此繞線式電動(dòng)機(jī)妁應(yīng)用不如鼠籠式電動(dòng)機(jī)那樣廣泛。但由于繞線式電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)及調(diào)速性能較好，故在要求一竄范圍內(nèi)能進(jìn)行平滑

10、調(diào)速的設(shè)備，如吊車、電梯；空氣壓縮機(jī)等上面被廣泛采用。 第二十二張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 （4）轉(zhuǎn)軸 用以傳遞轉(zhuǎn)矩及支承轉(zhuǎn)子的重量。一般都由中碳鋼或合金鋼制成。 微型電機(jī)轉(zhuǎn)軸第二十三張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（三）、機(jī)座：作用：固定定子鐵心和定子繞組，并以兩個(gè)端蓋支承轉(zhuǎn)子，同時(shí)起保護(hù)整臺(tái)電機(jī)的電磁部分和發(fā)散電機(jī)運(yùn)行中產(chǎn)生的熱量。機(jī)座通常為鑄鐵件，大型異步電動(dòng)機(jī)機(jī)座般用鋼板焊成，而有些微型電動(dòng)機(jī)的機(jī)座則采用鑄鋁件以降低電機(jī)的重量。封閉式電機(jī)的機(jī)座外面有散熱筋以增加散熱面積，防護(hù)式電機(jī)的機(jī)座兩端端蓋開(kāi)有通風(fēng)孔，使電動(dòng)機(jī)內(nèi)外的空氣可以直接對(duì)流，以利于散熱。第二十四張

11、，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（四）、其它附件（1）端蓋：分別裝在機(jī)座的兩側(cè)，起支撐轉(zhuǎn)子的作用，般為鑄鐵件。 第二十五張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（2）軸承：連接轉(zhuǎn)動(dòng)部分與不動(dòng)部分，目前常采用滾動(dòng)軸承以減小磨擦。 （3）軸承端蓋：保護(hù)軸承，使軸承內(nèi)的潤(rùn)滑油不致溢出。第二十六張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（4）、風(fēng)扇：冷卻電動(dòng)機(jī)。第二十七張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（5）、風(fēng)扇護(hù)罩防護(hù)電動(dòng)機(jī)風(fēng)葉。第二十八張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（6）、接線盒及接線柱：作用：聯(lián)接繞組與電源第二十九張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（7）、

12、銘牌： 在異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)座上都裝有塊銘牌，銘牌上標(biāo)出了該電動(dòng)機(jī)的型號(hào)及一些技術(shù)數(shù)據(jù)，供正確選用及檢修電動(dòng)機(jī)之需。現(xiàn)分別說(shuō)明如下：第三十張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)三相異步電動(dòng)機(jī)型號(hào) Y132M-4 功率 7.5KW 頻率 50Hz電壓 380V 電流 15.4A 接法 轉(zhuǎn)速 1440r/min 絕緣等級(jí) B 工作方式 連續(xù)標(biāo)準(zhǔn)編號(hào) 工作制 S1 B級(jí)絕緣 年 月 編號(hào) 電機(jī)廠Y表示異步機(jī)，132（mm）表示機(jī)座中心高度；M代表中機(jī)座（L長(zhǎng)機(jī)座、S短機(jī)座）。額定功率指的是電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率。額定電壓、電流均指電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)行情況下的定子線電壓、線電流的數(shù)值。

13、額定轉(zhuǎn)速指的是電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n 。 三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組有兩種接法：Y形和形 。 三相定子繞組由機(jī)殼外面的接線盒引出，左下圖為Y接連線圖；右下圖為接連線圖。第三十一張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 (8)、異步電動(dòng)機(jī)的型號(hào)：異步電動(dòng)機(jī)的型號(hào)一般采用印刷體漢語(yǔ)拼音字母和阿拉伯?dāng)?shù)字表示，型號(hào)一般由四個(gè)部分組成，各部分之間用短線隔開(kāi)。第三十二張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月異步電動(dòng)機(jī)的型號(hào)：第三十三張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月繞線式電機(jī)轉(zhuǎn)子第三十四張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月高壓電機(jī)繞組第三十五張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月空槽高壓電

14、機(jī)定子第三十六張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月高壓電機(jī)繞組負(fù)荷端接線第三十七張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月高壓電機(jī)定子噴漆第三十八張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第三十九張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月電機(jī)定子鐵芯1第四十張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月電機(jī)定子鐵芯2第四十一張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月繞線式電機(jī)轉(zhuǎn)子第四十二張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月大修中的繞線式電機(jī)轉(zhuǎn)子第四十三張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月直流電機(jī)換向器第四十四張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月直流電機(jī)電刷配件第四十五張，P

15、PT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月直流電機(jī)電刷握第四十六張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月同步電機(jī)1第四十七張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月同步電機(jī)2第四十八張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月轉(zhuǎn)軸軸伸端蓋軸承鼠籠定子鐵芯機(jī)座轉(zhuǎn)子出線盒線圈非軸伸端蓋風(fēng)扇風(fēng)罩電機(jī)結(jié)構(gòu)圖第四十九張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第五十張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月t =0時(shí)轉(zhuǎn)子電流和轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)情況n1AXBYCZNS(2)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理用右手定則可判斷出轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中感應(yīng)電流的方向如圖示；再用左手定則判斷出轉(zhuǎn)子導(dǎo)體的受力方向?yàn)樯嫌蚁伦?，因此轉(zhuǎn)子順著同步磁場(chǎng)n1的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。

16、異步機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理 三相對(duì)稱定子繞組中通入對(duì)稱三相交流電，即在氣隙中形成一個(gè)在時(shí)間上、空間上都隨時(shí)間變化的一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。固定不動(dòng)的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相切割后感應(yīng)電流成為載流導(dǎo)體。載流導(dǎo)體又和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相互作用，對(duì)軸生成電磁轉(zhuǎn)矩，于是電動(dòng)機(jī)就順著同步轉(zhuǎn)速的方向轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。問(wèn)題與討論電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n能等于同步轉(zhuǎn)速n1嗎？轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)提示：如果轉(zhuǎn)子不切割磁場(chǎng)不能生成感應(yīng)電流轉(zhuǎn)子不是載流導(dǎo)體則不能受力轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)論：nn1異步！第五十一張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月三. 三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)三相異步電動(dòng)機(jī)型號(hào) Y132M-4 功率 7.5KW 頻率 50Hz電壓 380V 電流 15

17、.4A 接法 轉(zhuǎn)速 1440r/min 絕緣等級(jí) B 工作方式 連續(xù)標(biāo)準(zhǔn)編號(hào) 工作制 S1 B級(jí)絕緣 年 月 編號(hào) 電機(jī)廠Y表示異步機(jī)，132（mm）表示機(jī)座中心高度；M代表中機(jī)座（L長(zhǎng)機(jī)座、S短機(jī)座）。額定功率指的是電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率。額定電壓、電流均指電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)行情況下的定子線電壓、線電流的數(shù)值。額定轉(zhuǎn)速指的是電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n 。 三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組有兩種接法：Y形和形 。 三相定子繞組由機(jī)殼外面的接線盒引出，左下圖為Y接連線圖；右下圖為接連線圖。第五十二張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月同步轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)差率：解： 三相異步電動(dòng)機(jī) p=3，電源f1=50Hz，電機(jī)額定 轉(zhuǎn)速

18、n=960r/min。求：轉(zhuǎn)差率s，轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)的頻率f2例：第五十三張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 若能給單相異步電動(dòng)機(jī)一個(gè)外力使它轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，則順時(shí)針旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)B1和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)B2產(chǎn)生的合成電磁轉(zhuǎn)矩不再為零，在這個(gè)合成轉(zhuǎn)矩的作用下，即使不需要其它的外在因素，單相異步電動(dòng)機(jī)仍將沿著原來(lái)的運(yùn)動(dòng)方向繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。四. 單相異步電動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)介 實(shí)驗(yàn)室、家庭及辦公場(chǎng)所通常是單相供電，因此實(shí)驗(yàn)室的很多儀器、各種電動(dòng)小型工具、家用洗衣機(jī)、電冰箱、電風(fēng)扇等，都采用單相異步電動(dòng)機(jī)。單相異步機(jī)采用鼠籠式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，一般容量多在0.75KW以下。 在單相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組通入單相交流電，電動(dòng)機(jī)內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)大小及方向隨時(shí)間沿定子繞組軸線方向變化的磁場(chǎng)，稱為脈動(dòng)磁場(chǎng)。SN第五十四張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 脈動(dòng)磁場(chǎng)可以分解為兩個(gè)大小相等、轉(zhuǎn)速相同、轉(zhuǎn)向相反的旋轉(zhuǎn)磁