三相交流电动机的构造和工作程序?

2024-12-31 04:52:23
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回答1:

三相异步电动机   作电动机运行的三相异步电机。三相异步电动机转子的转速低于旋转磁场的转速,转子绕组因与磁场间存在着相对运动而感生电动势和电流,并与磁场相互作用产生电磁转矩,实现能量变换。与单相异步电动机相比,三相异步电动机运行性能好,并可节省各种材料。按转子结构的不同,三相异步电动机可分为笼式和绕线式两种。笼式转子的异步电动机结构简单、运行可靠、重量轻、价格便宜,得到了广泛的应用,其主要缺点是调速困难。绕线式三相异步电动机的转子和定子一样也设置了三相绕组并通过滑环、电刷与外部变阻器连接。调节变阻器电阻可以改善电动机的起动性能和调节电动机的转速。
  三相异步电动机原理
  当向三相定子绕组中通过入对称的三相交流电时,就产生了一个以同步转速n1沿定子和转子内圆空间作顺时针方向旋转的旋转磁场。由于旋转磁场以n1转速旋转,转子导体开始时是静止的,故转子导体将切割定子旋转磁场而产生感应电动势(感应电动势的方向用右手定则判定)。由于导子导体两端被短路环短接,在感应电动势的作用下,转子导体中将产生与感应电动势方向基本一致的感生电流。转子的载流导体在定子磁场中受到电磁力的作用(力的方向用左手定则判定)。电磁力对转子轴产生电磁转矩,驱动转子沿着旋转磁场方向旋转。
  通过上述分析可以总结出电动机工作原理为:当电动机的三相定子绕组(各相差120度电角度),通入三相对称交流电后,将产生一个旋转磁场,该旋转磁场切割转子绕组,从而在转子绕组中产生感应电流(转子绕组是闭合通路),载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力,从而在电机转轴上形成电磁转矩,驱动电动机旋转,并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。
三相异步电动机的结构  (一)定子(静止部分)
  1、定子铁心
  作用:电机磁路的一部分,并在其上放置定子绕组。
  构造:定子铁心一般由0.35~0.5毫米厚表面具有绝缘层的硅钢片冲制、叠压而成,在铁心的内圆冲有均匀分布的槽,用以嵌放定子绕组。
  定子铁心槽型有以下几种:
  半闭口型槽:电动机的效率和功率因数较高,但绕组嵌线和绝缘都较困难。一般用于小型低压电机中。
  半开口型槽:可嵌放成型绕组,一般用于大型、中型低压电机。所谓成型绕组即绕组可事先经过绝缘处理后再放入槽内。
  开口型槽:用以嵌放成型绕组,绝缘方法方便,主要用在高压电机中。
  2、定子绕组
  作用:是电动机的电路部分,通入三相交流电,产生旋转磁场。
  构造:由三个在空间互隔120°电角度、队称排列的结构完全相同绕组连接而成,这些绕组的各个线圈按一定规律分别嵌放在定子各槽内。
  定子绕组的主要绝缘项目有以下三种:(保证绕组的各导电部分与铁心间的可靠绝缘以及绕组本身间的可靠绝缘)。
  (1)对地绝缘:定子绕组整体与定子铁心间的绝缘。
  (2)相间绝缘:各相定子绕组间的绝缘。
  (3)匝间绝缘:每相定子绕组各线匝间的绝缘。
  电动机接线盒内的接线:
  电动机接线盒内都有一块接线板,三相绕组的六个线头排成上下两排,并规定上排三个接线桩自左至右排列的编号为1(U1)、2(V1)、3(W1),下排三个接线桩自左至右排列的编号为6(W2)、4(U2)、5(V2),.将三相绕组接成星形接法或三角形接法。凡制造和维修时均应按这个序号排列。
  3、机座
  作用:固定定子铁心与前后端盖以支撑转子,并起防护、散热等作用。
  构造:机座通常为铸铁件,大型异步电动机机座一般用钢板焊成,微型电动机的机座采用铸铝件。封闭式电机的机座外面有散热筋以增加散热面积,防护式电机的机座两端端盖开有通风孔,使电动机内外的空气可直接对流,以利于散热。
  (二)转子(旋转部分)
  1、三相异步电动机的转子铁心:
  作用:作为电机磁路的一部分以及在铁心槽内放置转子绕组。
  构造:所用材料与定子一样,由0.5毫米厚的硅钢片冲制、叠压而成,硅钢片外圆冲有均匀分布的孔,用来安置转子绕组。通常用定子铁心冲落后的硅钢片内圆来冲制转子铁心。一般小型异步电动机的转子铁心直接压装在转轴上,大、中型异步电动机(转子直径在300~400毫米以上)的转子铁心则借助与转子支架压在转轴上。
  2、三相异步电动机的转子绕组
  作用:切割定子旋转磁场产生感应电动势及电流,并形成电磁转矩而使电动机旋转。
  构造:分为鼠笼式转子和绕线式转子。
  (1)鼠笼式转子:转子绕组由插入转子槽中的多根导条和两个环行的端环组成。若去掉转子铁心,整个绕组的外形像一个鼠笼,故称笼型绕组。小型笼型电动机采用铸铝转子绕组,对于100KW以上的电动机采用铜条和铜端环焊接而成。鼠笼转子分为:阻抗型转子、单鼠笼型转子、双鼠笼型转子、深槽式转子几种,起动转矩等特性各有不同。
  (2)绕线式转子:绕线转子绕组与定子绕组相似,也是一个对称的三相绕组,一般接成星形,三个出线头接到转轴的三个集流环上,再通过电刷与外电路联接。
  特点:结构较复杂,故绕线式电动机的应用不如鼠笼式电动机广泛。但通过集流环和电刷在转子绕组回路中串入附加电阻等元件,用以改善异步电动机的起、制动性能及调速性能,故在要求一定范围内进行平滑调速的设备,如吊车、电梯、空气压缩机等上面采用。
  (三)三相异步电动机的其它附件
  1、端盖:支撑作用。
  2、轴承:连接转动部分与不动部分。
  3、轴承端盖:保护轴承。
  4、风扇:冷却电动机。

回答2:

1.概述
电动机是把电能转换成机械能的设备。在机械、冶金、石油、煤炭、化学、航空、交通、农业以及其他各种工业中,电动机被广泛地应用着。随着工业自动化程度不断提高,需要采用各种各样的控制电机作为自动化系统的元件,人造卫星的自动控制系统中,电机也是不可缺少的。此外在国防、文教、医疗及日常生活中(现代化的家电工业中)电动机也愈来愈广泛地应用起来。
2.结构及各部分的作用
一般电动机主要由两部分组成:固定部分称为定子,旋转部分称为转子。另外还有端盖、风扇、罩壳、机座、接线盒等。
定子的作用是用来产生磁场和作电动机的机械支撑。电动机的定子由定子铁心、定子绕组和机座三部分组成。定子绕组镶嵌在定子铁心中,通过电流时产生感应电动势,实现电能量转换。机座的作用主要是固定和支撑定子铁心。电动机运行时,因内部损耗而发生的热量通过铁心传给机座,再由机座表面散发到周围空气中。为了增加散热面积,一般电动机在机座外表面设计为散热片状。
电动机的转子由转子铁心、转子绕组和转轴组成。转子铁心也是作为电动机磁路的一部分。转子绕组的作用是感应电动势,通过电流而产生电磁转矩。转轴是支撑转子的重量,传递转矩,输出机械功率的主要部件。
3.原理
电动机的工作原理是建立在电磁感应定律、全电流定律、电路定律和电磁力定律等基础上的。图6-10-1是三相交流异步电动机转子转动的原理图(图中只示出两根导条),当磁极沿顺时针方向旋转,磁极的磁力线切割转子导条,导条中就感应出电动势。电动势的方向由右手定则来确定。因为运动是相对的,假如磁极不动,转子导条沿逆时针方向旋转,则导条中同样也能感应出电动势来。在电动势的作用下,闭合的导条中就产生电流。该电流与旋转磁极的磁场相互作用,而使转子导条受到电磁力F,电磁力的方向可用左手定则确定。由电磁力进而产生电磁转矩,转子就转动起来。
4.分类
按其功能可分为驱动电动机和控制电动机;按电能种类分为直流电动机和交流电动机;从电动机的转速与电网电源频率之间的关系来分类可分为同步电动机与异步电动机;按电源相数来分类可分为单相电动机和三相电动机;按防护型式可分为开启式、防护式、封闭式、隔爆式、防水式、潜水式;按安装结构型式可分为卧式、立式、带底脚、带凸缘等;按绝缘等级可分为E级、B级、F级、H级等。
5.检验标准
电动机的检验标准在国际上广泛采用的是国际电工委员会(IEC)的现行有效标准。我国电动机生产的国内标准主要是国家标准和行业标准。常用的标准有:GB755《旋转电机基本技术要求》;GB10068《旋转电机振动测定方法及限值》;GB10069《旋转电机噪声测定方法及限值》;GB1032《三相异步电动机试验方法》;GB1029《三相同步电机试验方法》;GB5171《小功率电动机通用技术要求》;JB1136《微型单相交流串激电动机和试验方法》;ZBK22007-88《Y系列三相异步电动机技术条件》等。
6.检验
电动机的性能检验分为检查试验和型式试验两大类。
(1)检查试验项目包括:
A.绕组对接地端及绕组相互之间的绝缘电阻的测定;
B.耐电压试验;
C.绕组在实际冷态下直流电阻的测定;
D.电动机的空载试验;
E.电动机的堵转试验;
F.空载特性及运行平滑程度检查(轴承应平稳轻快,无停滞现象,声音均匀和谐而无有害杂音);
G.相序检查;
H.直流,单相串激,交流整流子电机的火花试验;
I.直流电动机固有转速调整率的测定;
J.铭牌和接地标志检查;
K.外观及外部装配质量检查(油漆、吊环、螺栓、接线盒等);
L.�包装检查(内外包装强度,防潮措施,包装内的定位措施,随机文件及附件,中性包装因素的考核);
M.各类电机产品技术条件规定的其他检查试验项目。
N.各类电机产品技术条件规定的其他检查试验项目。
(2)遇到下述情况之一者,必须进行型式试验:
①制造厂家首次试制或小批量生产时;
②电动机设计或工艺发生重大变动时;
③当出厂试验结果与从前进行的型式试验结果发生不可容许的偏差时;
④成批的电动机定期抽试,至少每年一次。
(3)产品型式试验内容:
①温升负载试验;
②噪声、振动的测定;
③防护等级报告检查;
④产品技术条件要求的其他型式试验项目。