簡述異步電機(jī)的工作原理(異步電機(jī)的結(jié)構(gòu))

由于應(yīng)用廣泛，電機(jī)的種類、系列、規(guī)格繁多，結(jié)構(gòu)也多種多樣。然而，無論哪種電機(jī)，結(jié)構(gòu)都是固定、轉(zhuǎn)動和過渡三大部分所組成。,制造的，其中固定部分通常稱為定子，旋轉(zhuǎn)部分稱為轉(zhuǎn)子。過渡部分包括電氣過渡(如滑環(huán)、換向器和電刷機(jī)構(gòu))和機(jī)械過渡(如端蓋和軸承)。固定和旋轉(zhuǎn)部分主要是鐵芯和繞組，其次是用于機(jī)械支撐或緊固的結(jié)構(gòu)部件。今天，與會者簡要描述了異步電機(jī)的典型結(jié)構(gòu)特征。

封閉式電機(jī)的結(jié)構(gòu)

以常見的B3安裝電機(jī)為例，電機(jī)的基本特點(diǎn)是：臥式、帶腳底座、兩個端蓋軸承、單軸加長(可根據(jù)需要做雙軸加長)、內(nèi)外風(fēng)扇。底座為鑄鐵，表面帶有冷卻肋，以擴(kuò)大冷卻面積并改善冷卻條件。機(jī)架頂部設(shè)有吊環(huán)螺栓，底部設(shè)有兩個小圓孔，用于排出冷凝水。從驅(qū)動端看，底座右側(cè)有一個方形出線盒，用于引入電源線。底座內(nèi)腔為圓柱形，無縱向筋條，與定子鐵芯接觸良好，有利于散熱。

定子鐵芯通過緊固件軸向緊固在其外圓的燕尾槽內(nèi)，結(jié)構(gòu)簡單，使鐵芯的外圓幾乎與底座的內(nèi)圓完全接觸，有利于散熱。這種結(jié)構(gòu)可以采用外壓技術(shù)。

鋁籠轉(zhuǎn)子通過熱套與軸配合(或者軸可以滾花，冷壓裝配)，端環(huán)與內(nèi)風(fēng)扇葉片形成一個整體，簡化了工藝，提高了可靠性。在端環(huán)上，還鑄造了一個用于放置平衡塊的小柱。內(nèi)部風(fēng)扇的作用是加速熱空氣在機(jī)器中的循環(huán)，以便更好地與底座和端蓋進(jìn)行熱交換。外置風(fēng)扇為徑向離心式風(fēng)扇，材質(zhì)為鋁或塑料，風(fēng)罩用螺絲固定在底座上。

前后端蓋相同，軸承為單列徑向球軸承。

保護(hù)電機(jī)結(jié)構(gòu)

這種電機(jī)的基本特點(diǎn)是：帶基腳和兩個端蓋的軸承一般采用兩側(cè)對稱的徑向通風(fēng)系統(tǒng)(一般為自通風(fēng)，也可根據(jù)需要做成風(fēng)道通風(fēng))，鐵芯內(nèi)有通風(fēng)風(fēng)道?？蚣転殍T鐵，內(nèi)圈設(shè)有縱向筋條，與鐵芯外圈形成通風(fēng)通道。對于大型電機(jī)，由于重量較重，底座頂部有兩個吊環(huán)螺栓。從傳動端看，出線盒在底座右側(cè)中央。大型電機(jī)的定子鐵芯采用內(nèi)壓安裝結(jié)構(gòu)，即沖片直接疊放在底座內(nèi)。堆疊后，用壓環(huán)和弧形沿軸向緊固。

3 kV和6 kV電機(jī)的定子鐵芯采用開口槽，500伏以下的采用半開口或半封閉槽。定子線圈端部用隔繩或聚酯護(hù)套玻璃繩扎緊。對于高速電機(jī)，定子線圈末端也用絕緣端箍加固，以增強(qiáng)承受啟動時(shí)沖擊電流產(chǎn)生的電磁力的能力。

轉(zhuǎn)子鐵芯直接套在軸上，平鍵和環(huán)鍵用于周向和軸向固定。軛具有軸向通風(fēng)通道，以便于冷卻；當(dāng)電機(jī)容量較大時(shí)，往往將轉(zhuǎn)子鐵芯安裝在支架上，鐵芯與支架的筋條和載荷之間留有足夠的軸向通風(fēng)通道。轉(zhuǎn)子鐵芯的每一端都有一個壓環(huán)(壓環(huán)用弧形鍵固定在支架上)，用于軸向緊固鐵芯和支撐線圈端，其上開有放置平衡塊的凹槽。

轉(zhuǎn)子采用雙層波浪繞組，半成型絕緣銅排(稱為半組線圈)穿入半封閉槽內(nèi)，彎曲后連接。除了傾斜導(dǎo)體(也稱為跳層線圈)所在的槽，每個槽中通常有兩個導(dǎo)體。線圈末端無緯

集電環(huán)和電刷裝置用防護(hù)罩保護(hù)。起動時(shí)電刷與集電環(huán)接觸，以便外接起動電阻；起動完畢后，將手柄扳至運(yùn)行位置，電刷和集電環(huán)分高，同時(shí)借短路環(huán)將三個集電環(huán)短路。有些繞線式電機(jī)無舉刷裝置，這時(shí)電刷始終和集電環(huán)接觸，運(yùn)行時(shí)機(jī)械損耗及電刷磨損增大，但電機(jī)結(jié)構(gòu)較為簡單。

為了防止空氣形成局部循環(huán)，在端蓋內(nèi)側(cè)裝有擋風(fēng)板。借助于轉(zhuǎn)子繞組兩端的風(fēng)葉和轉(zhuǎn)子鐵心徑向風(fēng)道片產(chǎn)生的風(fēng)壓作用，冷卻空氣自兩側(cè)端蓋下方的進(jìn)風(fēng)孔進(jìn)入電機(jī)后，一部分空氣吹過定子繞組端部而進(jìn)入鐵心背部，另一部分則經(jīng)過轉(zhuǎn)子和定子鐵心中的徑向通風(fēng)道后進(jìn)入背部，然后都匯集由機(jī)座下部的出風(fēng)孔逸出。

由于傳動端的負(fù)荷較大，故該處采用單列向心短圓柱滾子軸承。非傳動端采用單列向心球軸承。滾子軸承還能自動適應(yīng)因冷熱變化造成的轉(zhuǎn)軸伸縮及零部件允許的加工和裝配偏差引起的軸向竄動。為便于裝拆，并在裝拆和檢修時(shí)保持軸承清潔，兩個軸承均采用軸承套。

箱型結(jié)構(gòu)電機(jī)

這是近年來新發(fā)展起來且頗有前途的一種結(jié)構(gòu)型式，目前國外在交、直流電機(jī)中均已廣泛應(yīng)用，特別是在中大型異步電機(jī)中。

箱型電機(jī)的主要部件有外罩、底座、定子、轉(zhuǎn)子和軸承等。外罩因不承受任何載荷，故結(jié)構(gòu)輕巧，它可以是整體的，也可由上下兩部分組成。通常，對于分半外罩，同一機(jī)座號電機(jī)的外罩下半部分都相同，但外罩上半部分則隨電機(jī)防護(hù)型式和冷卻方式的不同而不同。底座因要承受整個電機(jī)的重量和有關(guān)作用力，故要求具有較高的強(qiáng)度。電機(jī)軸承根據(jù)情況可采用滾動軸承或滑動軸承，軸承座在軸中心高處分成上下兩半，以便于拆卸。

箱型結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)主要有（1）零部件的通用性很高（例如底座、鐵心、軸承座等均可通用）。（2）僅僅采用不同的外罩，就可很方便地派生出防護(hù)型式和冷卻方式不同的電機(jī)，容易實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。（3）定子鐵心采用外壓裝，因此可使定子鐵心壓裝、下線、浸漬和底座、外罩的加工同時(shí)進(jìn)行，縮短了生產(chǎn)周期；而且便于采用整體真空、壓力浸漬工藝，提高絕緣質(zhì)量。（4）機(jī)械加工量少，氣隙均勻度高，下線方便，拆卸容易。

七十年代起，我國也已在中型異步電機(jī)中開始采用這種結(jié)構(gòu)，但還存在一些需要進(jìn)一步研究解決的問題。例如：目前存在總裝時(shí)調(diào)氣隙和不調(diào)氣隙兩種結(jié)構(gòu)，究竟采用何者較好，還需研究解決。前者機(jī)械加工較簡單，但總裝工作量大；后者則機(jī)械加工工作量不一定比普通結(jié)構(gòu)的少，而且需要一些專用機(jī)床。采用箱式結(jié)構(gòu)后，鑄鐵件少而鋼板用量增加。此外，就制造總工時(shí)看，對高壓電機(jī)有顯著減少，但對低壓電機(jī)則反而有所增加等等。

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