三相异步电动机的工作原理及分类

2019-06-04 18:51

  工作原理

  将对称的三相交流电引入三相定子绕组,产生同步转速为n1的旋转磁场,沿定子和转子内圆空间顺时针旋转。由于旋转磁场以n1速度旋转,转子导体开始静止,转子导体切割定子的旋转磁场产生感应电动势(感应电动势的方向由右手定则确定)。由于转子导线两端短路,在感应电动势的作用下,转子导线中的感应电流与感应电动势的方向基本相同。转子载流导体受定子磁场中电磁力的影响(力的方向由左手定则决定)。电磁力在转子轴上产生电磁转矩,驱动转子沿旋转磁场方向旋转。

  通过以上分析,可以得出电动机的工作原理如下:当电动机的三相定子绕组(每个相位差的120度电角)与三相对称交流电连接时,会产生旋转磁场。旋转磁场切断转子绕组,在转子绕组中产生感应电流(转子绕组为封闭路径),载流转子导体充当定子的旋转磁场。使用时产生电磁力,在电机轴上形成电磁力矩,驱动电机旋转,电机旋转方向与旋转磁场方向一致。

  三相交流异步电动机绕组分类:

  单层绕组:

  单层绕组是在每个定子槽中只嵌入一个线圈有效侧的绕组,因此线圈总数仅为电机槽总数的一半。单层绕组的优点是线圈数量相对较少,工艺相对简单,提高了无层间绝缘槽的利用率,单层结构不会发生相间击穿故障。缺点是绕组产生的电磁波形不理想,三项异步电机,电机铁损和噪声较大,起动性能稍差,所以一般只在小容量异步电机中使用单层绕组。单层绕组按其线圈形状和端部布置可分为链条绕组、交叉链绕组、同心绕组和交叉同心绕组。

  1、链条缠绕的链条缠绕由形状和宽度相同的单层线圈元件组成。之所以这样命名,是因为每个线圈在绕组的末端都像一条盘绕的链条。应特别注意单层链条绕组的线圈节距必须为奇数,否则将不安排绕组。

  2、当每极槽数奇数大于2时,不布置链条绕组。此时需要单线圈和双线圈的交叉绕组。

  3、同一极相组的所有同心绕组均由同一中心封闭。

  4、当Q级每相槽数大于2时,可采用十字同心绕组。

  单层同心缠绕和交叉同心缠绕的优点是缠绕和插入相对简单,而缺点是线圈末端太长,导线消耗太多。除了偶尔用于小容量2极和4极电机外,这种类型的绕组目前很少使用。

  双层串级绕组

  单层和双层混合绕组

  星形连接与角形连接的关系

  星形连接角度变化:原始星形连接直径的总截面积除以1.732等于进行角度连接时线路直径的总截面积。

  与卫星连接的角度连接:原始角度连接的总截面积乘以1.732,等于星形连接时线路直径的总截面积。

  星形连接和角形连接的本质区别

  卫星连接时,线电压为相电压的1.732倍,相电流等于线电流。

  角接处的相电压等于线电压,线电流是相电流的1.732倍。

  同一功率电机,采用卫星连接时,导线直径大,匝数小,采用角接时,导线直径细,匝数大。

  角接接头的横截面积是星形接头的0.58倍。也就是说,角接处线路直径的总截面积除以0.58等于星接处线路直径的总截面积。卫星连接的总直径截面积乘以0.58等于角连接的总直径截面积。

  线径截面积计算公式:截面积S=直径平方乘以0.785

  电动机的内部连接可分为明显极和共同极。明显极与公共极之间的连接由电机的设计属性决定,不能改变。

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