1. 笼式异步电机
三相笼型异步电动机的转子铁心为斜槽的原因: 采用斜槽方式可降低启动电流和保持电磁感应的连续性,消除高次谐波的影响,削弱附加转矩,改善电机的起动性能。 感应电动机又称“异步电动机”,即转子置于旋转磁场中,在旋转磁场的作用下,获得一个转动力矩,因而转子转动。转子是可转动的导体,通常多呈鼠笼状。定子是电动机中不转动的部分,主要任务是产生一个旋转磁场。旋转磁场并不是用机械方法来实现。而是以交流电通于数对电磁铁中,使其磁极性质循环改变,故相当于一个旋转的磁场。这种电动机并不像直流电动机有电刷或集电环,依据所用交流电的种类有单相电动机和三相电动机,单相电动机用在如洗衣机,电风扇等;三相电动机则作为工厂的动力设备。
2. 笼式异步电机原理图
三相笼型异步电动机,由定子,转子,轴,大小端盖,
3. 笼式异步电机定子回路串电抗器启动
当感应电动机处在停止状态时,从电磁的角度看,就象变压器,接到电源去的定子绕组相当于变压器的一次线圈,成闭路的转子绕组相当于变压器被短路的二次线圈;定子绕组和转子绕组间无电的的联系,只有磁的联系,磁通经定子、气隙、转子铁芯成闭路。当合闸瞬间,转子因惯性还未转起来,旋转磁场以最大的切割速度——同步转速切割转子绕组,使转子绕组感应起可能达到的最高的电势,因而,在转子导体中流过很大的电流,这个电流产生抵消定子磁场的磁能,就象变压器二次磁通要抵消一次磁通的作用一样。
而定子方面为了维护与该时电源电压相适应的原有磁通,遂自动增加电流。因为此时转子的电流很大,故定子电流也增得很大,甚至高达额定电流的4~7倍,这就是启动电流大的缘由。启动后电流为什么小:随着电动机转速增高,定子磁场切割转子导体的速度减小(公众号:泵管家),转子导体中感应电势减小,转子导体中的电流也减小,于是定子电流中用来抵消转子电流所产生的磁通的影响的那部分电流也减小,所以定子电流就从大到小,直到正常。
三相鼠笼异步电机的启动电流一般是4~7倍,但是不是绝对的。不过一般要求电机的起动电流不能超过其额定电流的2~5倍。电机功率超过30kw的电动机不适合频繁启动,因为30kw以上电机启动电流一般为额定电流的6-7倍,频繁启动会增加电机温升,造成烧毁电机的可能。
一般交流电动机是异步电动机,它的直接启动电流约是额定电流的4-7倍,电机小,则是7倍,电机大,则是5-4倍。因为交流电动机有阻抗,不像直流电动机只有电阻,所以启动电流不可能有十几倍。对于同一台电机来说,不管重载轻载,它的启动电流是一样的。仅仅在用仪表测量时看起来有点不一样。因为轻载时,电机启动较快,当仪表指针还未升到最大时,电机已起来了,电流开始下降,因此看上去电流较小。而当重载时,电机启动慢,仪表基本能跟上电流的变化,看起来电流较大。实际是一样的。
4. 笼式异步电机工作原理
鼠笼式异步电动机的转子绕组因其形状象鼠笼而得名,它的结构是嵌入线槽中铜条为导体,铜条的两端用短路环焊接起来。中小型鼠笼式异步电动机采用较便宜的铝替代铜,将转子导体、短路环和风扇等铸成一体,成为铸铝鼠笼式转子。
绕线式转子的铁心和鼠笼式转子的铁心相同。转子绕组和定子绕组相似,是由绝缘导线绕制而成,按一定规律嵌放在转子槽中,组成三相对称绕组。通常其三个绕组的末端联在一起,首端分别与固定在转轴上的三个互相绝缘的铜质滑环相接(外接三相对称交流电),并连成星型。转子绕组通过滑环及其上面的电刷与外加的三相变阻器连接,供电动机起动及小范围内的调速使用。鼠笼式和绕线式三相异步电动机的工作原理相同,其差别仅在于转子绕组结构的不同。
工作原理:
电动机的定子上为三相镶嵌式分布绕组,转子为笼式的导条(因该导条形状与鼠笼相似,所以又称鼠笼式异步电动机)。电动机在定子绕组加三相交流电后,会形成旋转磁场,其转子上的闭合的导条会因为切割定子磁场的磁力线而感应出电动势和电流,而带电(电流)的导体在磁场中就会产生运动,这样电动机转子就旋转起来了。
5. 三项鼠笼式异步电机
异步电动机的主要分类用途
异步电动机是工农业中用得最多的一种电动机,其容量从几十瓦到几千千瓦,在国民经济的各行各业应用极为广泛。
例如,在工业方面:中小型的轧钢设备、各种金属切割机床、轻工机械、矿山上的卷扬机和通风机等,都用异步电动机来拖动。
在农业方面:水泵、脱粒机、粉碎机和其他农副产品加工机械,也都用异步电动机拖动。
此外,在人民日常生活中,异步电动机也用得很多,例如,电扇、冷冻机、多种医疗机械等等。总之,异步电动机应用范围广、需要量大,随着电气化自动化的发展,它在工农业生产和人民生活中占着很重要的地位。
异步电动机也可以作为发电机使用,但一般只在特殊情况下才应用。
异步电动机之所以用得这么普遍,主要是由于它的结构简单、制造容易、价格低廉、坚固耐用,并且还有较高的效率和适用的工作特性。
但是,异步电动机也有其缺点,异步电动机必须从电网吸收落后的无功功率,因此它的功率因数总是小于1。由于在电网的负载中,异步电动机最多,它们所需要落后的无功功率对电网来说,是一个沉重的负担,既增加了输电过程的损耗,也妨碍了有功功率的输出。当负载需要的电动机单机容量较大,而电网功率因数又比较低时。最好还是采用同步电动机来拖动。
异步电动机按定子绕组的相数分:有单相异步电动机和三相异步电动机。在没有三相电源或者所需的功率很小时,应采用单相电动机,单相电动机的功率一般不超过3~4千瓦,在日常生活中,用得较多。在工农业生产中,绝大多数用的是三相异步电动机。
三相异步电动机有两种基本类型。一种是鼠笼式异步电动机,这种电动机的转子绕组形状像一个笼子。
在鼠笼式异步电动机中,又分为单鼠笼、双鼠笼和深槽式几种;另一种就是绕线式异步电动机,它的转子绕组和定子绕组基本上一样,也是三相绕组,可以联成星形或三角形。
6. 三相笼式异步电机
三相异步电机是感应电动机的一种,是靠同时接入380V三相交流电流(相位差120度)供电的一类电动机。由于三相异步电动机的转子与定子旋转磁场以相同的方向、不同的转速成旋转,存在转差率,所以叫三相异步电动机。异步是指三相异步电动机转子的转速低于旋转磁场的转速,即不同步。因为其转子绕组因与磁场间存在着相对运动而才感生电动势和电流,并与磁场相互作用产生电磁转矩,实现能量变换。
与单相异步电动机相比,三相异步电动机运行性能好,并可节省各种材料。按转子结构的不同,三相异步电动机可分为笼式和绕线式两种。笼式转子的异步电动机结构简单、运行可靠、重量轻、价格便宜,得到了广泛的应用,其主要缺点是调速困难。绕线式三相异步电动机的转子和定子一样也设置了三相绕组并通过滑环、电刷与外部变阻器连接。调节变阻器电阻可以改善电动机的起动性能和调节电动机的转速。
7. 笼式异步电机的运动方程是一个微分方程
原文:
早归
元稹 〔唐代〕
春静晓风微,凌晨带酒归。
远山笼宿雾,高树影朝晖。
饮马鱼惊水,穿花露滴衣。
娇莺似相恼,含啭傍人飞。
译文:
宁静的春晨微风轻轻地吹拂,我带着酒意踏上回家的路。
昨夜的雾气还笼罩着远方的群山,朝阳的辉光已映红了近旁的大树。
池边饮马惊动鱼儿跃出水面,穿过花丛露水沾湿我的衣服。
娇莺婉转叫着绕我飞来飞去,怪我扰了她的清梦似乎有些恼怒。
8. 笼式异步电机降压启动
笼形异步电动机转子铁芯一般采用斜槽结构。
鼠笼式异步电动机的启动方法有直接启动和降压启动两种。直接启动是启动时把电动机定子绕组直接接到电源上,加在电动机上的电压和正常工作电压相同,当电源容量(供电变压器容量)足够大,而电动机容量较小时,采用直接启动,电源电压不至于受电动机的启动而波动很大。
降压启动既要保证有足够的启动转矩,又要减小启动电流,还要避免启动时间过长。一般将启动电流限制在电动机额定电流的2~2.5倍范围之内。启动时由于降低了电压,使转矩也大大降低了,因此降压启动往往在电动机轻载状态下进行