异步电动机
异步电动机介绍
一、异步电动机的分类:
异步电动机结构简单、运行可靠、应用范围非常广,为了适应各种不同机槭的配套使用,异步电机的系列、品种、规格繁多,分类方法也很多,这里只介绍几种主要的分类方法。
1、按定子绕组相数分:
按定子绕组相数来分,异步电动机可分为单相和三相电动机。
a、单相异步电动机:
单相异步电动机一般为1KW以下的小功率电动机,多用于小型机具及家庭用电器上。发电厂的一些小功率机槭上也有使用单相异步电动机的。
b、三相异步电动机:
三相异步电动机应用非常广泛,容量小的只有几十瓦,大的可达几千千瓦。。
2、按转子绕组结构分为:
a、鼠笼式异步电动机:
鼠笼式异步电动机的转子结构简单,制造方便,因此使用最广泛。鼠笼式异步电动机又可分为单鼠笼、双鼠笼及深槽式三种。
b、转子绕组式异步电动机:
转子绕线式异步电动机一般简称为绕组式异步电动机。它的转子结构比较复杂制造成本高,但起动性能好,也便于调速,一般只用在有调速要求或要求起动性能较高的场合,如卷扬机和桥式起重机等。
3、按电动机结构尺寸来分:
a、大型异步电动机:
16号机座以上,或机座中心高度大于630mm,或定子铁心外径大于990mm者,称为大型异步电动机。
b、中型异步电动机:
11-15号机座,或机座中心高度在355-630mm之间,或定子铁心外径在650-990mm之间者,称为中型异步电动机。
c、小型异步电动机:
10号机座及以下,或机座中心高度在80-315mm之间,或定子铁心外径在125-560mm之间者,称为小型异步电动机。
4、按防护形式分为:
a、开启式:
开启式电动机除必要的支撑结构外,对于转动及带电部分没有专门的保护。
b、防护式:
防护式电动机机壳对内部转动部分及带电部分有必要的机槭保护,但并不明显防碍通风。按其通风的防护结构,防护式异步电动机又可分为网罩式、防滴式和防潮式三种。
c、封闭式:
封闭式电动机机壳的结构能够阻止机壳内外空气的自由交换,但并不要求完全密封。
d、隔爆式:
隔爆式电动机机壳的结构,是足以防止电动机内部的故障引起的火花,而引起外部可燃气体燃烧甚至爆炸严密措施。
e、按运转工作制分:
按运转工作制来分,电动机可分为连续、短时和断续周期工作制三种。
二、异步电动机的基础结构:
异步电动机的基本结构分定子和转子两大部分,定、转子之间是气隙,此外还有端盖、轴承等部件。
1、定子:
定子是异步电动机固定不动的部分,由机座、定子铁心和定子绕组组成。
a、机座:
机座是电动机的外壳,起着支撑定子铁心和固定端盖的作用,机座又是主要的通风散热元件。小型异步电动机的机座通常用铸铁铸成,大、中型异步电动机的机座也有用钢板焊成的。为了减轻重量、提高散热能力,采用高强度铝合金机座很有前途的。
b、定子铁心:
定子铁心是电动机磁路的一部分,装在机座内部。它是一个中空圆柱体,外壁与机座配合,内壁开槽,槽内放置定子绕组。为了减少铁心中的损耗,定子铁心用0.5mm厚的硅钢片叠加而成,片间涂上绝缘漆进行绝缘。
由于定子铁心是由硅钢片叠加而成,因此必须将定子铁心紧固成为一个整体,这就是轴向固紧。为了使定子铁心与机座之间紧固,以承受定子铁心和机座之间沿圆周方向的切向力,这就是周向紧固。
c、轴向紧固:
在小型异步电动机中,定子铁心普遍采用鸠尾弓形扣片紧固,成形后压入机座,称为外压装。这种结构的特点是简单可靠。
在大、中型异步电动机上一般采用定子铁心内压装,即直接将定子铁心冲片叠压在机座内。常用的固紧方式有:定子铁心一端的端压板靠住机座内筋上的台肩,铁心叠压后,另一端用弧形键点焊固定。全键式固定方式就是将定子铁心两端都采用弧形键固紧,中型异步电动机多采用这种结构。
拉杆式多用于大型焊接机座。周向紧固是承受定子铁心和机座之间沿圆周方向的切向力的。在外压装的小型异步电动机中,从机座外拧入一小定位螺丝到铁心上。在内压装的中型异步电动机中定子铁心为整圆冲片,在机座内的纵筋上插有一个定位圆销或方销,利用冲片外圆的半圆形或方形记号孔,兼做叠片时定位和周向紧固之用。
d、定子绕组:
电动机的定子绕组用绝缘的铜导线或铝导线绕成,嵌在定子槽内,按照一定的规律连接并引出到接线盒上,绕组与槽壁之间用绝缘材料隔开。
2、气隙:
定、转子之间的间隙称为异步电动机的气隙。气隙的大小对异步电动机的性能影响很大,由于异步电动机的励磁电流是取自电网的,增大气隙将使励磁电流增大,则由电网中吸收的无功功率就增多,导致电动机的功率因数降低。设计气隙的大小时,除了要考虑电气性能外,还要考虑电动机尺寸的大小,转速的高低等机槭方面的因素,同时为了即便于安装,再运行时又不至于发生定转子相摩擦的现象。通常,异步电动机的气隙很小,对于中小型异步电动机,一般为0.1-1.0mm。
3、转子:异步电动机的转子是转动的部分,由转子铁心、转子绕组、转子支架、转轴和风扇等组成。
a、转子铁心:
与定子铁心一样,转子铁心也是主磁路的一部分。通常用从定子冲片的内圆冲下来的原料做转子铁心冲片。小功率电动机的转子铁心直接叠压在转轴上,功率较大时,转子铁心先压装在转子支架上,然后再装在转轴上。
b、转子绕组:
在转子铁心的外圆上也均匀地分布着放转子线圈或导体的槽,各槽中的线圈连接起来成为转子绕组。转子绕组有两种形式:一种是鼠笼式绕组;一种是绕线式绕组它们在结构上很不相同,但是工作原理基本相同。
c、鼠笼式转子绕组:
鼠笼式转子绕组由安放在转子铁心槽内的裸导条和两端的端环连接而成。如果去掉转子铁心,绕组的形状象一个笼子,绕组的材料有铜和铝两种。铜条绕组是将裸铜条插入转子铁心的槽内,两端与两个铜环焊接成通路,铸铝绕组是用熔化了的铝液直接浇铸在转子铁心槽内,并与两个端环及冷却用的风叶浇铸在一起。
d、绕线式转子绕组:
绕线式转子绕组与定子绕组相似,做成三相绕组,三相绕组在内都接成Y形三根引出线分别接到装在转轴上的三个集电环上,转子绕组通过集电环和电刷可直接短接,也可外接变阻器,以改善电动机的起动性能或调节电动机的转速。在有的绕线式异步电动机上,还装有电刷提升装置,当外部电阻全都被切除后,可能电刷提升,使电刷离开集电环,并同时将三个集电环短接起来,以减少摩擦损耗和电刷磨损。
e、转轴:
转轴也是电动机中最重要的零件之一。异步电动机的转轴是用来支撑转子并通过它带动产生机槭运转的。由于转轴的强度要求较高,一般均采用优质钢材制造。
4、端盖:
端盖的主要作用是支撑转子、保护电机和配合通风散热。在有凸缘的和立式电动机中,端盖又可作为整台电机的安装固定之用。在带轴承的端盖上,止口和轴承孔是两个主要部位,同心度要求较高。端盖上的止口与机座上的止口相配合。相对于机座而言,止口的形式有内止口和外止口两种,内止口一般在中小型异步电动机中采用,其优点是便于加工,而且止口的同心度和加工质量均较高。外止口可使端盖内的空间稍稍增大。外止口大多用在微型电动机中。在小型异步电动机的端盖上设有按装固定螺钉的凸耳,为便于拆卸,凸耳与机座面之间留有间隙。在中型电动机的端盖外缘上备有两个顶丝孔,供顶出端盖之用。
5、轴承:
轴承的作用是支撑转子旋转。电动机中常用的轴承有滚动轴承与滑动轴承中小型电动机中多采用滚动轴承,大型电动机中多采用滑动轴承。目前随着加工工艺
不段的提高,大型电动机已普遍的采用滚动轴承,来代替滑动轴承。电动机轴上装设有两个滚动轴承,一般在传动端为轴向位置固定的定位轴承,其内圈与轴也是过应配合,外圈与内外轴承盖之间不留间隙,以防止其轴向移动,使之起承受轴向力的作用,在非传动端为定向轴承,内圈与转轴也是过应配合,外圈与轴承盖之间留有0.5-1.0mm的间隙,用来补偿制造上和零件装配上的公差,而当转轴因温度而热膨胀时,还可防止轴承的阻塞。中小型异步电动机的滚动轴承用半固体状润滑油脂润滑。为了防止润滑脂外泄和脏物进入轴承,必须加装轴承盖和油封,一般在轴承盖上加工成波纹油沟,而轴孔与轴之间留有一定的小间隙。这种类型的油封构造简单,加工方便,挡油作用可靠,应用广泛。
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