異步電動機結構及原理

關于異步電動機結構及原理第一頁，共五十七頁，2022年，8月28日主要內容：

一、三相異步電動機的結構

（一）、定子：（1）定子鐵心（2）定子繞組（3）繞組絕緣：

（二）、轉子：（1）轉子鐵心：（2)繞線式轉子:（3)繞線式轉子:（4）轉軸

（三）、機座：

（四）、其它附件（1）端蓋：（2）軸承：（3）軸承端蓋：（4）、風扇

（5）、風扇護罩（6）、接線盒及接線柱：（7）、銘牌：

（8）

、異步電動機的型號：

二、三相異步電動機的工作原理第二頁，共五十七頁，2022年，8月28日電機結構圖第三頁，共五十七頁，2022年，8月28日第四頁，共五十七頁，2022年，8月28日第五頁，共五十七頁，2022年，8月28日第六頁，共五十七頁，2022年，8月28日一、三相異步電動機的結構一.

三相異步電動機的結構鼠籠式三相異步電動機繞線式定子轉子定子鐵芯機座定子繞組轉子鐵芯轉軸轉子繞組風罩風葉轉子定子端蓋第七頁，共五十七頁，2022年，8月28日（一）、定子：電動機的靜止部分稱定子，主要包括有定子鐵心、定子繞組、機座等部件，第八頁，共五十七頁，2022年，8月28日第九頁，共五十七頁，2022年，8月28日（1）定子鐵心

作用：作為電機磁路的一部分，并在其上放置定子繞組。定子鐵心一般由0.35～0.5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)的硅鋼片沖制、疊壓而成，在鐵心的內圓沖有均勻分布的槽，用以嵌放定子繞組第十頁，共五十七頁，2022年，8月28日

槽型有開口型、半開口型、半閉口型三種。①半閉口型槽的優(yōu)點是電動機的效率和功率因數較高。缺點是繞組嵌線和絕緣都較困難。一般應用于中、小型低壓電機中。②半開口型槽可以嵌放成型線圈（繞組）故一般應用于大型、中型低壓電機中。③開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過絕緣處理后再放入槽內，因此繞組絕緣方法比半閉口槽更方便，主要用在高壓電機中。定子鐵心制作完成后再整體壓入機座內，隨后在鐵心槽內嵌放定子繞組。定子鐵心槽型①半閉口型②半開口型③開口型第十一頁，共五十七頁，2022年，8月28日（2）定子繞組作用：是電動機的電路部分，通入三相步電動機定子繞組通常用高強度漆包線(銅線或鋁錢)繞制成各種線圈后，再嵌放在定子鐵心槽內。中型電機繞線機小型電機繞線機第十二頁，共五十七頁，2022年，8月28日大中型電機

則用各種規(guī)格的扁銅線經過絕緣處理后，再嵌放在定子鐵心槽內。漲型機漲型機成型線圈第十三頁，共五十七頁，2022年，8月28日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程中采取了許多絕緣措施，三相異步電動機定子繞組的主要絕緣項目有以下三種:1)對地絕緣:

定子繞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。第十四頁，共五十七頁，2022年，8月28日聚酯薄膜聚四氟乙烯薄膜聚酯薄膜青殼紙J02系列電動機絕緣等級為E級，Y系列電動機絕緣等級為B級。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。第十五頁，共五十七頁，2022年，8月28日定子三相繞組在槽內嵌放完畢后共有六個出線端引到電動機機座的接線盒內，可按需要將三相繞組接成星形接法(Y接)或三角形接法(△接)。第十六頁，共五十七頁，2022年，8月28日（二）、轉子：轉子是電動機的旋轉部分，包括轉子鐵心、轉子繞組和轉軸等部件。

（1）轉子鐵心：作用：轉子鐵心作為電機磁路的一部分，并放置轉子繞組。—般用0.35～0.5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，用來安置轉子繞組。通常都是用定子鐵心沖落后的硅鋼片內圓來沖制轉子鐵心，一般小型異步電動機的轉于鐵心直接壓裝在轉軸上，而大，中型異步電動機(轉子直徑在300～400毫米以上)的轉子鐵心則借助于轉子支架壓在轉軸上。為了改善電動機的啟動及運行性能，鼠籠式異步電動機轉子鐵心一般都采用斜槽結構(即轉子槽并不與電動機轉軸的軸線在同一平面上，而是扭斜了一個角度)，第十七頁，共五十七頁，2022年，8月28日（2）轉子繞組:其作用為切割定于磁場，產生感應電動勢和電流，并在旋轉磁場的作用下受力而使轉子轉動。根據構造的不同可分為鼠籠式轉子和繞線式轉子兩種類型。1)鼠籠式轉子:通常有兩種結構型式，中小型異步電動機的鼠籠轉子一般為鑄鋁式轉子，即采用離心鑄鋁法，將熔化了的鋁澆鑄在轉子鐵心槽內成為一個完整體，連兩端的短路環(huán)和風扇葉片一起鑄成，下圖(a)為鑄鋁轉子的繞組部分，(b)為整個鑄鋁轉子結構。而所謂離心鑄鋁法即是讓轉子鐵心高速旋轉，使熔化的鋁在離心力作用下能充滿鐵心槽內的各部分，以避免出現氣孔或裂縫。（a）鑄鋁轉子繞組（b）鑄鋁轉子第十八頁，共五十七頁，2022年，8月28日為了提高電動機的啟動轉矩，在容量較大的異步電動機中，鼠籠轉子有采用雙鼠籠或深槽結構的轉子，如圖所示。雙鼠籠轉子上有內外兩個鼠籠，外籠采用電阻率較大的黃銅條制成，內籠則用電阻率較小的紫銅條制成。而深槽轉子繞組則用狹長的導體制成。

（a）雙鼠籠轉子槽型（b）深槽轉子槽型第十九頁，共五十七頁，2022年，8月28日（3)繞線式轉子:繞線式異步電動機的定子繞組結構與鼠籠式異步電動機完全一樣，但其轉子繞組與鼠籠式異步電動機則絕然不同，繞線式轉子繞組也和定子繞組一樣做成三相對稱繞組它的極對數和定子繞組也相同。三組轉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軸上并互相絕緣的三個銅制滑環(huán)上，有一組安裝在端蓋上的電刷與滑環(huán)接觸，轉子三相繞組通過三相電刷聯接到外電路(一般為變阻器)上。第二十頁，共五十七頁，2022年，8月28日如圖。有些繞線式電動機上裝有舉刷．裝置，在啟動時轉子繞組與外電路接通．起動完畢正常運行時，為了減少電刷與滑環(huán)間的磨損，扳動舉刷裝置到運轉位置，一方面利用短路裝置將三個滑環(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。第二十一頁，共五十七頁，2022年，8月28日由于繞線式電動機轉于結構較復雜，加上電刷與滑環(huán)的接觸面有可能出現接觸不良的故障，因此繞線式電動機妁應用不如鼠籠式電動機那樣廣泛。但由于繞線式電動機的起動及調速性能較好，故在要求一竄范圍內能進行平滑調速的設備，如吊車、電梯；空氣壓縮機等上面被廣泛采用。第二十二頁，共五十七頁，2022年，8月28日

（4）轉軸用以傳遞轉矩及支承轉子的重量。一般都由中碳鋼或合金鋼制成。

微型電機轉軸第二十三頁，共五十七頁，2022年，8月28日（三）、機座：作用：固定定子鐵心和定子繞組，并以兩個端蓋支承轉子，同時起保護整臺電機的電磁部分和發(fā)散電機運行中產生的熱量。機座通常為鑄鐵件，大型異步電動機機座般用鋼板焊成，而有些微型電動機的機座則采用鑄鋁件以降低電機的重量。封閉式電機的機座外面有散熱筋以增加散熱面積，防護式電機的機座兩端端蓋開有通風孔，使電動機內外的空氣可以直接對流，以利于散熱。第二十四頁，共五十七頁，2022年，8月28日（四）、其它附件（1）端蓋：分別裝在機座的兩側，起支撐轉子的作用，—般為鑄鐵件。第二十五頁，共五十七頁，2022年，8月28日（2）軸承：連接轉動部分與不動部分，目前常采用滾動軸承以減小磨擦。（3）軸承端蓋：保護軸承，使軸承內的潤滑油不致溢出。第二十六頁，共五十七頁，2022年，8月28日（4）、風扇：

冷卻電動機。第二十七頁，共五十七頁，2022年，8月28日（5）、風扇護罩

防護電動機風葉。第二十八頁，共五十七頁，2022年，8月28日（6）、接線盒及接線柱：

作用：聯接繞組與電源第二十九頁，共五十七頁，2022年，8月28日（7）、銘牌：

在異步電動機的機座上都裝有—塊銘牌，銘牌上標出了該電動機的型號及一些技術數據，供正確選用及檢修電動機之需?，F分別說明如下：第三十頁，共五十七頁，2022年，8月28日三相異步電動機的銘牌數據三相異步電動機型號Y132M-4功率7.5KW頻率50Hz電壓380V

電流15.4A

接法Δ轉速1440r/min絕緣等級B工作方式連續(xù)標準編號工作制S1

B級絕緣年月編號××電機廠Y表示異步機，132（mm）表示機座中心高度；M代表中機座（L長機座、S短機座）。額定功率指的是電動機輸出的機械功率。額定電壓、電流均指電動機額定運行情況下的定子線電壓、線電流的數值。額定轉速指的是電動機轉子的轉速n

。三相異步電動機的定子繞組有兩種接法：Y形和Δ形

。三相定子繞組由機殼外面的接線盒引出，左下圖為Y接連線圖；右下圖為Δ接連線圖。第三十一頁，共五十七頁，2022年，8月28日

(8)、異步電動機的型號：異步電動機的型號一般采用印刷體漢語拼音字母和阿拉伯數字表示，型號一般由四個部分組成，各部分之間用短線隔開。第三十二頁，共五十七頁，2022年，8月28日異步電動機的型號：第三十三頁，共五十七頁，2022年，8月28日繞線式電機轉子第三十四頁，共五十七頁，2022年，8月28日高壓電機繞組第三十五頁，共五十七頁，2022年，8月28日空槽高壓電機定子第三十六頁，共五十七頁，2022年，8月28日高壓電機繞組負荷端接線第三十七頁，共五十七頁，2022年，8月28日高壓電機定子噴漆第三十八頁，共五十七頁，2022年，8月28日第三十九頁，共五十七頁，2022年，8月28日電機定子鐵芯1第四十頁，共五十七頁，2022年，8月28日電機定子鐵芯2第四十一頁，共五十七頁，2022年，8月28日繞線式電機轉子第四十二頁，共五十七頁，2022年，8月28日大修中的繞線式電機轉子第四十三頁，共五十七頁，2022年，8月28日直流電機換向器第四十四頁，共五十七頁，2022年，8月28日直流電機電刷配件第四十五頁，共五十七頁，2022年，8月28日直流電機電刷握第四十六頁，共五十七頁，2022年，8月28日同步電機1第四十七頁，共五十七頁，2022年，8月28日同步電機2第四十八頁，共五十七頁，2022年，8月28日①轉軸

②軸伸端蓋

③軸承

④鼠籠

⑤定子鐵芯

⑥機座

⑦轉子

⑧出線盒

⑨線圈

⑩非軸伸端蓋

⑾風扇

⑿風罩電機結構圖第四十九頁，共五十七頁，2022年，8月28日第五十頁，共五十七頁，2022年，8月28日ωt=0時轉子電流和轉子旋轉情況n1AXBYCZNSω(2)電動機的轉動原理用右手定則可判斷出轉子導體中感應電流的方向如圖示；再用左手定則判斷出轉子導體的受力方向為上右下左，因此轉子順著同步磁場n1的方向轉動。異步機的轉動原理

三相對稱定子繞組中通入對稱三相交流電，即在氣隙中形成一個在時間上、空間上都隨時間變化的一個旋轉磁場。固定不動的轉子導體與旋轉磁場相切割后感應電流成為載流導體。載流導體又和旋轉磁場相互作用，對軸生成電磁轉矩，于是電動機就順著同步轉速的方向轉動起來。問題與討論電動機的轉速n能等于同步轉速n1嗎？轉子與旋轉磁場間沒有相對運動提示：如果轉子不切割磁場不能生成感應電流轉子不是載流導體則不能受力轉動結論：n≠n1異步！第五十一頁，共五十七頁，2022年，8月28日三.

三相異步電動機的銘牌數據三相異步電動機型號Y132M-4功率7.5KW頻率50Hz電壓380V

電流15.4A

接法Δ轉速1440r/min絕緣等級B工作方式連續(xù)標準編號工作制S1

B級絕緣年月編號××電機廠Y表示異步機，132（mm）表示機座中心高度；M代表中機座（L長機座、S短機座）。額定功率指的是電動機輸出的機械功率。額定電壓、電流均指電動機額定運行情況下的定子線電壓、線電流的數值。額定轉速指的是電動機轉子的轉速n

。三相異步電動機的定子繞組有兩種接法：Y形和Δ形

。三相定子繞組由機殼外面的接線盒引出，左下圖為Y接連線圖；右下圖為Δ接連線圖。第五十二頁，共五十七頁，2022年，8月28日同步轉速：轉差率：解：三相異步電動機p=3，電源f1=50Hz，電機額定轉速n=960r/min。求：轉差率s，轉子電動勢的頻率f2例：第五十三頁，共五十七頁，2022年，8月28日

若能給單相異步電動機一個