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三相感应电机的构造
三相感应电机由两个主要部分组成,即
定子
转子
定子和转子之间有一个小气隙,其范围为 0.4 毫米至 4 毫米,具体取决于电机的额定功率。
定子
三相感应电机的定子是固定部件,由装配钢制成的圆柱形框架组成。该钢框架包围着一个由薄硅钢片组成的空心圆柱形芯。铁心内周设有若干均匀分布的槽,用于放置定子绕组。采用硅钢片来减少磁滞和涡流损耗。
三个绕组放置在定子槽中并适当连接以形成平衡的三相三角形或星形连接电路。根据电机转速的要求,这些三相绕组绕有一定的极数。其中,极数越大,感应电机的速度越小,反之亦然。
当我们从平衡的三相电源向三相定子绕组供电时,会产生恒定大小的旋转磁场。该旋转磁体通过电磁感应在转子电路中感应出电动势。
转子
转子是三相感应电动机的旋转或运动部件。它由由优质硅钢薄叠片组成的转子铁芯组成,以减少磁滞和涡流损耗。转子铁芯是一个空心圆柱体,安装在轴上。在转子铁心的外周设有用于放置转子绕组的槽。
根据结构,三相感应电机的转子可以有以下两种类型 -
鼠笼式转子
绕线转子
让我们详细讨论这两种类型的转子。
鼠笼式转子
鼠笼式转子由叠片圆柱形铁芯组成,其外周上有平行槽。对于鼠笼式转子,转子绕组由金属(铜或铝)棒制成。这些金属棒放置在转子槽中,并在两端通过称为端环的金属环短路,如图 2 所示。
从图2中可以看出,该转子的结构类似于鼠笼,因此得名。这里还需要注意的是,转子并未与电源电连接,而是通过来自定子的电磁感应获得电压和功率。
采用鼠笼式转子的三相感应电动机称为鼠笼式感应电动机。工业应用中使用的三感应电机几乎 70% 到 80% 都是鼠笼感应电机,因为它们的结构简单而坚固,能够在大多数恶劣的环境下运行。然而,使用鼠笼式转子的感应电动机的启动扭矩较低。
绕线转子
绕线转子由硅钢制成的叠片圆柱形铁芯组成。它带有类似于定子绕组的三相转子绕组,如图 3 所示。
绕线式转子的转子绕组均匀分布在槽内,并采用星形连接。星形连接的转子绕组的开口端被引出并连接到安装在转子轴上的三个滑环。每个滑环上都有一个碳刷,通过这些碳刷,可以将外部电阻添加到转子电路中。
启动时,在转子绕组的各相中加入适当值的外部电阻,以获得较高的启动转矩。随着电机加速运行,这些外部电阻逐渐从电路中移除。使用外部电阻可显着降低启动电流并增加电机的启动扭矩。一旦电机达到正常速度,三个碳刷就会短路,使绕线电机像鼠笼感应电机一样运行。