电动机知识讲座

2020/6/14
其主要特点是：
• 电机内必须有一个在空间以一定转速n0旋 转的磁场，这是异步电动机实现机电能量 转换的前提；
• 转子的转速n不能与磁场旋转速度n0相等， 否则转子导体中将不可能出现感应电势， 因而无法产生电磁转矩．或者说，转子的 转速不可能与旋转磁场的转速同步，这也 就是异步电动机名称的由来
一、电动机的分类
异步电动机的品种繁多，按不同特征可作以下分类。 1.根据工作电源不同，电动机分为交流电动机和直流电动机两 大类。交流电动机又分为异步电动机和同步电动机。 2.按电动机外壳的不同防护形式可分为开启式、防护式、封闭 式及全封闭式、防爆式等类。 3．按定子铁芯外圆尺寸的大小可分为小型电动机(外圆尺寸为 120—500mm、中型电动机(外圆尺寸为500—990mm)、大型 电动机(外圆尺寸为1000mm以上)。 4.按电动机转子的结构形式可分为笼型和绕线型两类。
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异步电动机的转差率
• 根据异步电动机的工作原理可知，异步电动机运 行时的转速n总是小于旋转磁场的转速（同步转 速） n0 。只有这样，转子绕组导体中才能有感应 电动势和感应电流，从而产生转矩，使转子能沿 n0的方向旋转。若n= n0时，转子中的导体与旋转 磁场相对静止，这时，转子中就不会有感应电动 势和感应电流，也就没有转矩，于是转速必然要 降下来，而小于n0 。异步电动机因这一特点而得 名。
• 旋转磁场的同步转速n0与转子转速n的差△n= n0 －n称为“转差”，它是异步电动机工作的必要 条件。
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• 异步电动机的转差与同步转速n0的比值，称为转差率，用 S表示，即
•
• S常用百分值表示，写成：
• 异步电动机工作时，转速的范围为n=0到n≈ n0 ，与此 相应的转差率为S=1到S≈0。可见，异步电动机的转差率 的一般变化范围在0~1之间。
特点：电动机转矩 TM 的方向与旋转的方向 n相同，
电动机由电网吸取电能，变换为机械能带动负载。
二、三相异步电动机的基本结构
1.定子
• 定子是电动机的静止部分，由定子铁芯、定子绕组和机座 三部分组成。
• 定子铁芯是电动机磁路的一部分，由涂有绝缘漆的0.5mm 厚硅钢片冲片叠压而成．叠片上冲有定子槽，用于嵌放定 子绕组．为改善铁心的散热条件，功率较大的电动机定子 铁芯上开有径向通风沟。
• 定子绕组在作为励磁绕组建立电动机内旋转磁场的同时， 还兼作电枢绕组承受负载电流，它由铝质或铜质绝缘导线 绕制的线圈联接而成，嵌在定子槽内，绕组与槽壁之间必 须可靠地绝缘。如定子槽中分上下两层嵌放两个线圈，边 、上、下层之间也必须可靠地绝缘。
• 转子绕组是旋转磁场中建立电磁转矩的载流导体，有笼型 与绕线型两种型式．笼型绕组由转子槽中的裸导条和联接 这些导条的端环组成．小型异步电动机的笼型绕组通常采 用熔化的铝液于转子铁心上一次浇铸而成，也就是将转子 铁芯置入铸铝模中，再将熔化了的液态铝，倒入模具，使 转子连同导条、端环以及风扇一次铸造成型，如图(a)所 示。
电动机的分类
5.按电源相数可分为三相和单相两类。 6.按通风方式可分为自冷式、自扇冷式、他扇冷式和 管道通风式等。 7.按安装方式可分为卧式、立式、凸缘 8.按绝缘等级分A、E、B、F、H级 9.按工作制分连续S1、短时S2、断续S3。
IMB3：卧式，机座带底脚，端盖上无凸缘。 IMB5：卧式，机座不带底脚，端盖上有凸缘。 IMB35：卧式，机座带底脚，端盖上有凸缘。
电动机运行维护及故障诊断
• 电动机是一种将电能转换为机械能的 动力设备，能带动生产机械工作，是 厂矿企业中使用最为广泛的动力设备。
主要内容
1.电动机分类 2.电动机基本结构 3.电动机基本原理 4.电动机铭牌数据 5.异步电动机的特点及应 用范围 6.交流同步机简介
主要内容
7.异步电动机的起动 8.异步电动机的允许运行方式 9.电动机的异常运行分析 10.电动机日常维护 11.故障实例
• 机座主要用作支撑定子铁芯和固定端盖．中小型异步电动 机的机座采用铸铁铸成，封闭式异步电动机的机座上还铸 有散热片，以增大电动机表面的散热面积．大型异步电动 机的机座则用钢板焊接而成。
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2.转子
• 转子是电动机的旋转部分，由转子铁芯、转子绕组和转轴 三部分组成。
• 转子铁芯也是电动机磁路的一部分，由表面涂有绝缘漆的 硅钢片冲片叠压而成，叠片上冲有转子槽，用于嵌放转子 绕组。小型异步电动机的转子铁芯直接压装在转轴上．为 改善散热条件，功率较大的电动机转子铁芯上设有轴向通 风孔和径向通风沟。
• 一般异步电动机在额定状态时的S值在0.01～0.06之间。 • 转差率S是一个用来表示异步电动机运行状态的量。在分
析异步电动机的运行状态时，转差率S是异步电动机的重 要参量之一。
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异步电动机三种运行状态
根据电动机所带负载特性不同，其可运行于不同 的转速和不同的转差率，从而对应不同的运行状 态。根据转差率的正负和大小，异步电机分别对 应于电动机、发电机、电磁制动三种不同的运行 状态。 （1）异步电动机运行 条件：0s1或0＜n ＜ n0
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• 100kW以上异步电动机的笼型绕组则由插 入转子槽中的铜条焊上端环构成，如图(b) 所示，具有笼型转子绕组的异步电动机称 为笼型异步电动机。
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三、三相异步电动机工作原理
1、 图所示为一台异步电动机模型．图中，两 个磁极之间装有一铁磁材料制成的可转动圆柱 体，称为转子，转子表面沿轴向开有若干槽， 嵌放着一组被其端环短路的导体，称为笼型转 子绕组．当磁极在图中所示转向下，以一定转 速n0旋转时，会在转子导体中感应出一定大小 的电动势，根据右手定则可判定感应电动势的 方向如图中的“+”“·”所示。如认为此电动势产 生的电流与电动势同相位，则转子导体在磁场 中所受电磁力F的方向如图中箭头所示．在F建 立的电磁转矩推动下，转子将以转速n顺磁场 旋转方向旋转 。