三相异步电动机结构和工作原理.doc

### 三相异步电动机结构和工作原理详解 #### 一、三相异步电动机概述 三相异步电动机是一种常见的电动机类型，它利用电磁感应原理实现电能到机械能的转换。这类电动机具有结构简单、坚固耐用、运行可靠、价格低廉、维护简便等优点，在工业生产中广泛应用，如驱动各种金属切削机床、起重机、锻压机、传送带、铸造机械以及功率不大的通风机和水泵等。 #### 二、三相异步电动机的基本构成 三相异步电动机主要由两个基本部分组成：定子（固定部分）和转子（旋转部分），同时还包括一些辅助部件，如端盖、风扇等。 ##### 1. 定子 - **定子铁心**：由厚度为0.5毫米的相互绝缘的硅钢片叠成，硅钢片内圆上均匀分布有槽，用于嵌放定子三相绕组。 - **定子绕组**：由三个对称嵌入定子铁心槽内的线圈组成，这些线圈可以用漆包线绕制而成。三相绕组可以接成星形或三角形。 - **机座**：通常采用铸铁或铸钢制成，用于固定铁心和绕组。 ##### 2. 转子 - **转子铁心**：同样由厚度为0.5毫米的相互绝缘的硅钢片叠成，硅钢片外圆上均匀分布有槽，用于嵌放转子三相绕组。 - **转子绕组**：有两种常见形式： - 鼠笼式绕组：这种形式简单且成本低，适用于大多数工业用途。 - 绕线式绕组：允许进行外部电阻的连接，从而可以调整电动机的启动性能和运行速度。 - **转轴**：用于连接机械负载。 为了确保转子能够自由旋转，定子与转子之间需要留有一定间隙，通常称为“气隙”，对于中小型电动机，这个间隙大约在0.2至1.0毫米之间。 #### 三、三相异步电动机的工作原理 ##### 1. 基本原理 三相异步电动机的工作原理可以通过以下演示实验来理解： - 在一个装有手柄的蹄形磁铁两极间放置一个闭合导体，当转动手柄带动磁铁旋转时，会发现导体也随之旋转。 - 当磁铁旋转时，磁铁与闭合导体发生相对运动，鼠笼式导体切割磁力线在其内部产生感应电动势和感应电流。 - 感应电流导致导体受到一个电磁力的作用，从而使导体沿着磁铁的旋转方向转动起来。 从上述实验可以看出，要使异步电动机旋转，必须具备旋转磁场和闭合的转子绕组。 ##### 2. 旋转磁场 - **产生**：当三相对称电流流过三相定子绕组时，会在空间中产生一个旋转磁场。旋转磁场的方向与电流的相序一致。 - **方向控制**：旋转磁场的方向取决于三相绕组中电流的相序。若要改变旋转磁场的方向，只需将电源线中的任意两根线对调即可。 ##### 3. 极数与转速 - **极数（磁极对数p）**：三相异步电动机的极数指的是旋转磁场的极数。极数的多少决定了电动机的转速范围。极数越多，电动机的同步转速越低。 - **转速**：电动机的实际转速总是略低于旋转磁场的同步转速，这种现象称为“滑差”。三相异步电动机的转速可以通过改变电源频率、改变极数等方式来调节。 #### 四、总结 三相异步电动机因其结构简单、可靠性高、易于维护等特点，在工业生产中得到了广泛的应用。了解其基本结构和工作原理有助于更好地掌握其使用方法和应用场景。通过合理的设计和选择，可以满足不同场合的需求。