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感应电机

时间:2021-08-02

感应电机

关键词:

感应电机电机 的供应商是指一种定转子之间靠电磁感应作用,在转子内感应电流以实现机电能量转换的电机。感应电机的定子由定子铁心、定子绕组和机座三部分组成。 转子由转子铁心、转子绕组和转轴组成。转子铁心也是主磁路的一部分,一般由厚0.5mm的硅钢片硅钢片 的供应商叠成,铁心固定在转轴或转子支架上。整个转子的外表呈圆柱形。转子绕组分为笼型和绕线型两类。

结构

感应电机的定子由定子铁心、定子绕组和机座三部分组成。定子铁心是主磁路的一部分。为了减少激磁电流和旋转磁场在铁心中产生的涡流和磁滞损耗,铁心由厚0.5mm、的硅钢片叠成。容量较大的电动机,硅钢片两面涂以绝缘漆作为片间绝缘。小型定子铁心用硅钢片叠装、压紧成为一个整体后固定在机座内;中型和大型定子铁心由扇形冲片拼成.在定子铁心内圆,均匀地冲有许多形状相同的槽,用以嵌放定子绕组。小型感应电机通常采用半闭口槽和由高强度漆包线绕成的单层(散下式)绕组,线圈与铁心之间垫有槽绝缘。半闭口槽可以减少主磁路的磁阻,使激磁电流减少,但嵌线较不方便。中型感应电机通常采用半开口槽。大型高压感应电机都用开口槽.以便于嵌线。为了得到较好的电磁性能,中、大型感应电机都采用双层短距绕组。

转子由转子铁心、转子绕组和转轴组成。转子铁心也是主磁路的一部分,一般由厚0.5mm的硅钢片叠成,铁心固定在转轴或转子支架上。整个转子的外表呈圆柱形。转子绕组分为笼型和绕线型两类

笼型转子

笼型绕组是一个自行闭合的绕组,它由插人每个转子槽中的导条和两端的环形端环构成,如果去掉铁心,整个绕组形如一个“圆笼”,因此称为笼型绕组(图5—1)。为节约用铜和提高生产率,小型笼型电机一般都用铸铝转子;对中、大型电机.由于铸铝质量不易保证,故采用铜条插入转子槽内、再在两端焊上端环的结构。笼型感应电机结构简单、制造方便,是一种经济、耐用的电机。所以应用极广。

绕线型转子

绕线型转子的槽内嵌有用绝缘导线组成的三相绕组,绕组的三个出线端接

到设置在转轴上的三个集电环上,再通过电刷引出.如图5-3所示。这种转子的特点是,可以在转子绕组中接人外加电阻,以改善电动机的起动和调速性能。

与笼型转子相比较,绕线型转子结构稍复杂,价格稍贵,因此只在要求起动电流小、起动转矩大,或需要调遣的场合下使用。

运行状态

感应电机是利用电磁感应原理,通过定子的三相电流产生旋转磁场,并与转子绕组中的感应电流相互作用产生电磁转矩,以进行能量转换。正常情况下,感应电机的转子转速总是略低或略高于旋转磁场的转速(同步转速),因此感应电机又称为“异步电机”。

感应电机的负载发生变化时,转子的转速和转差率将随之而变化,使转子导体中的电动势、电流和电磁转矩发生相应的变化,以适应负载的需要。按照转差率的正负和大小,感应电机有电动机、发电机和电磁制动三种运行状态。

当转子转速低于旋转磁场的转速时(ns>n>0),转差率0< p>

若电机用原动机驱动,使转子转速高于旋转磁场转速(n>ns),则转差率s<0。此时转子导体中的感应电动势以及电流的有功分量将与电动机状态时相反,因此电磁转矩的方向将与旋转磁场和转子转向两者相反,如图5—5b所示,即电磁转矩为制动性质的转矩。为使转子持续地以高于旋转磁场的转速旋转.原动机的驱动转矩必须克服制动的电磁转矩;此时转子从原动机输入机械功率,通过电磁感应由定于输出电功率,电机处于发电机状态。

若由机械或其他外因使转子逆着旋转磁场方向旋转(n<0),则转差率s>1。此时转子导体“切割”气隙磁场的相对速度方向与电动机状态时相同,故转子导体中的感应电动势和电流的有功分量与电动机状态时同方向,电磁转矩方向亦与图5—5a中相同。但由于转子转向改变,故对转子而言,此电磁转矩表现为制动转矩。此时电机处于电磁制动状态,它一方面从外界输入机械功率,同时又从电网吸取电功率,两者都变成电机内部的损耗。

类型

功率强大的AC感应电机慢慢发展为标准的电机设计类型,其特点是效率高,且价格具诱惑力。美国国家电气制造协会(National Electrical Manufacturers Association, NEMA)已经开发了针对于此的规范,名为NEMA A、B、C和D电机类型,将典型电机特性标准化,如起动电流、转差、转矩点,以适应各种不同的负载应用。

以下是NEMA电机类型的纲要:

类型A:常规起动转矩(通常为额定的150-170%),相应起动电流高。极限转矩是所有NEMA类型中最高的。能在短时间内处理重负荷。转差小于或等于5%。一个典型的应用是注塑机械的电机。

类型B:是AC感应电机中类型最多的电机。它的起动转矩与类型A的相似,但有时还要低,提供较低的起动电流。但是,它在工业应用中定转子转矩,仍然允许起动负载。转差小于或等于5%。电机效率和满载功率因素比较高。典型的应用包括泵、风扇、和机床。

类型C:提供高起动转矩(高于类型A和B,通常超过额定的200%)。它常用于驱动重起步负载。这些电机几乎可运行在全速时,而不出现过载。起动电流低。转差小于或等于5%。

类型D:在所有NEMA电机类型中,是能提供最高的起动转矩的电机。起动电流和满载速度低。高转差值(5-13%),电机适用于在电机运行速度中,没有负载变换或没有剧烈变换时,例如调速轮能量存储的机械。不少类型的子分类还包括更宽的转差范围。这种电机类型一般是特殊定制的。

这些电机的速度-转矩特性各不相同。定转子转矩(起动转矩)指最小转矩,由转子停止时产生,此时为额定电压和频率。极限转矩是最大转矩,在突然的电机速度降低前产生,出现额定速度(额定电压和频率)。拉升转矩是最小转矩,在电机的速度从停止一直到速度点时产生,此时极限转矩出现。

欧洲及全球的电机市场 有不同的电机类型和规范,并由IEC定义。其中一个IEC感应电机类型,名为N类型,运行特性与NEMA的A和B类型有可比之处。

优点

1)小型轻量化;

2)易实现转速超过10000r/min的高速旋转;

3)高速低转矩时运转效率高;

4)低速时有高转矩,以及有宽泛的速度控制范围;

5)高可靠性(坚固);

6)制造成本低;

7)控制装置的简单化;

缺点:功率因数滞后,轻载功率因数低,调速性能稍差。

感应电机是异步电机的一种,由于异步电机主要是感应电机,所以也有人直接在定义时候将异步电机定义为感应电机。但异步电机不仅包括感应电机还包括双馈异步电机和交流换向器电机。