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2023-11-18
三相交流异步电机结构与工作原理
【摘要】：交流异步电机的种类很多，但各类三相交流异步电机的基本结构是相同的，它们都由定子和转子这两大基本部分组成，在定子和转子之间具有一定的气隙。图3-3-1鼠笼式交流异步电机1.定子部分定子是用来产生旋转磁场的。主相交流异步电机的定子一般由外壳、定子铁芯、定子绕组等部分组成。机座由铸铁或铸钢浇铸成形，它的作用是保护和固定三相交流异步电机的定子绕组。
交流异步电机的种类很多，但各类三相交流异步电机的基本结构是相同的，它们都由定子和转子这两大基本部分组成，在定子和转子之间具有一定的气隙。此外，还有端盖、风扇、轴承等其他附件，如图3-3-1 所示。
图3-3-1 鼠笼式交流异步电机
1.定子部分
定子是用来产生旋转磁场的。主相交流异步电机的定子一般由外壳、定子铁芯、定子绕组等部分组成。
（1）外壳
交流异步电机外壳包括机座、端盖、轴承盖、接线盒及吊环等部件。机座由铸铁或铸钢浇铸成形，它的作用是保护和固定三相交流异步电机的定子绕组。车用交流异步电机的机座还有两个端盖支承着转子，它是三相电机机械结构的重要组成部分。通常，机座的外表要求散热性能好，所以一般都铸有散热片。端盖用铸铁或铸钢浇铸成形，它的作用是把转子固定在定子内腔中心，使转子能够在定子中均匀地旋转。轴承盖也是由铸铁或铸钢浇铸成形的，它的作用是固定转子，使转子不能轴向移动，另外起存放润滑油和保护轴承的作用。接线盒一般是用铸铁浇铸的，其作用是保护和固定绕组的引出线端子。
（2）定子铁芯
交流异步电机定子铁芯是电机磁路的一部分，由0.35 ～ 0.5 mm 厚表面涂有绝缘漆的薄硅钢片叠压而成，如图3-3-2 所示。由于硅钢片较薄而且片与片之间是绝缘的，所以减少了由于交变磁通通过而引起的铁芯涡流损耗。铁芯内圆有均匀分布的槽口，用来嵌放定子绕组。
图3-3-2 定子铁芯结构
（3）定子绕组
交流异步电机的定子绕组是三相电机的电路部分，三相电机有三相绕组，通入三相对称电流时，就会产生旋转磁场。三相绕组由三个彼此独立的绕组组成，且每个绕组又由若干线圈连接而成。每个绕组即为一相，每个绕组在空间相差120°电角度。线圈由绝缘铜导线或绝缘铝导线绕制。中、小型三相电机多采用圆漆包线，大、中型三相电机的定子线圈则用较大截面的绝缘扁铜线或扁铝线绕制后，再按一定规律嵌入定子铁芯槽内。定子三相绕组的六个出线端都引至接线盒上，首端分别标为U1、V1、W1，末端分别标为U2、V2、W2。这六个出线端在接线盒里的排列如图3-3-3 所示，可以接成星形或三角形。
图3-3-3 定子绕组
2.转子部分
（1）转子铁芯
转子铁芯是用0.5 mm 厚的硅钢片叠压而成的，套在转轴上，作用和定子铁芯相同，一方面作为电机磁路的一部分，另一方面用来安放转子绕组。
（2）转子绕组
交流异步电机的转子绕组分为绕线式与笼式两种。笼式绕组在转子铁芯的每一个槽中插入一根铜条，在铜条两端各用一个铜环（称为端环）把铜条连接起来，称为铜排转子，如图3-3-4（a）所示。也可用铸铝的方法，把转子导条和端环及风扇叶片用铝液一次浇铸而成，称为铸铝转子，如图3-3-4（b）所示。100 kW 以下的异步电机一般采用铸铝转子。
3.端盖、风扇、轴承
除定子和转子外交流异步电机还包括端盖、风扇等。端盖起防护作用，在端盖上还装有轴承，用以支撑转子轴。风扇则用来通风冷却电机。三相异步电机的定子与转子之间的空气隙，一般仅为0.2～1.5 mm。气隙太大，电机运行时的功率因此降低；气隙太小，使装配困难，运行不可靠，高次谐波磁场增强，从而使附加损耗增加以及使起动性能变差。
图3-3-4 转子绕组
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