电动机学(异步电机:笼型和绕组式)
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异步电动机基本知识异步电动机(asynchronous motor) 又称感应电动机,是由气隙旋转磁场与转子绕组感应电流相互作用产生电磁转矩,从而实现机电能量转换为机械能量的一种交流电机。
异步电动机按照转子结构分为两种形式:有鼠笼式、绕线式异步电动机。
作电动机运行的异步电机。
因其转子绕组电流是感应产生的,又称感应电动机。
异步电动机是各类电动机中应用最广、需要量最大的一种。
在中国,异步电动机的用电量约占总负荷的60%多。
基本特点转子绕组不需与其他电源相连,其定子电流直接取自交流电力系统;与其他电机相比,异步电动机的结构简单,制造、使用、维护方便,运行可靠性高,重量轻,成本低。
以三相异步电动机为例,与同功率、同转速的直流电动机相比,前者重量只及后者的二分之一,成本仅为三分之一。
异步电动机还容易按不同环境条件的要求,派生出各种系列产品。
它还具有接近恒速的负载特性,能满足大多数工农业生产机械拖动的要求。
其局限性是,它的转速与其旋转磁场的同步转速有固定的转差率(见异步电机),因而调速性能较差,在要求有较宽广的平滑调速范围的使用场合(如传动轧机、卷扬机、大型机床等),不如直流电动机经济、方便。
此外,异步电动机运行时,从电力系统吸取无功功率以励磁,这会导致电力系统的功率因数变坏。
因此,在大功率、低转速场合(如拖动球磨机、压缩机等)不如用同步电动机合理。
应用由于异步电动机生产量大,使用面广,要求其必须有繁多的品种、规格与各种机械配套。
因此,异步电动机的设计、生产特别要注意标准化、系列化、通用化。
在各类系列产品中,以产量最大、使用最广的三相异步电动机系列为基本系列;此外还有若干派生系列(在基本系列基础上作部分改变导出的系列)、专用系列(为特殊需要设计的具有特殊结构的系列)。
异步电动机的种类繁多,有防爆型三相异步电动机、ys系列三相异步电动机、y、y2系列三相异步电动机、YVP系列变频调速电动机等等. 新中国第一台异步电动机于50年代初在合肥工业大学诞生。
第五章三相异步电动机的基本原理主要讲授内容:三相异步电动机的工作原理、结构、运行特性、等效电路、参数测量、转矩转差的关系等,是必须掌握的内容,使本课程的重点。
是在现代工业中正被大量应用的机电能量转换装置,是后续课程《电力拖动》课程的基础。
讨论:三相异步电动机What?三相异步电动机的用途、结构?How?三相异步电动机的工作原理?第一节三相异步电动机的结构及额定参数一、异步电动机的主要用途和分类用途:异步电机主要用作电动机,拖动各种生产机械。
异步电动机的优点:结构简单、容易制造、价格低廉、运行可靠、坚固耐用、运行效率较高和具有适用的工作特性。
采用现代电力电子功率器件和计算机技术可得到良好的调速性能。
已经取代直流电动机,成为应用广泛的调速系统。
异步电动机的缺点:功率体积比较小。
功率因数较差。
直接接电网运行时,必须从电网里吸收滞后的励磁电流,使它的功率因数总是小于1。
通过控制器可以使这一缺点得到改善。
异步电动机运行时,定子绕组接到交流电源上,转子绕组自身短路,由于电磁感应的关系,在转子绕组中产生电动势、电流,从而产生电磁转矩。
所以,异步电机又叫感应电机。
二、异步电动机的分类从不同角度看,有不同的分类法:(1)按定子相数分有①单相;②三相异步电动机。
(2)按转子结构分有①绕线式;②鼠笼式。
后者又包括单鼠笼、双鼠笼和深槽式异步电动机。
此外,根据电机定子绕组上所加电压的大小,又有高压、低压异步电动机之分。
从其它角度看,还有高起动转矩、高转差率、高转速异步电机等等。
异步电机也可作为异步发电机使用。
单机使用时,常用于电网尚未到达的地区,又没有同步发电机的情况,或用于风力发电等特殊场合上。
在异步电动机的电力拖动中,异步电机回馈制动时,即运行在异步发电机状态。
风叶铁心绕组轴承滑环绕线电动机转子笼型绕组导条端环1、异步电动机的定子:异步电动机的定子是由机座、定子铁心和定子绕组三个部分组成的。
(1)定子铁心:是电动机磁路的一部分,装在机座里。
笼型和绕线型异步发电机
笼型异步发电机和绕线型异步发电机都是常见的异步电动机类型,它们在工业和商业领域中都有广泛的应用。
下面我将从结构、
工作原理、特点和应用等多个角度来对这两种类型的异步发电机进
行比较。
首先,从结构上来看,笼型异步发电机的转子是由导体材料制
成的笼型骨架,通常是铝制成的。
而绕线型异步发电机的转子则是
由绕制的线圈构成。
这两种结构在制造工艺和材料选用上有所不同。
其次,从工作原理来看,笼型异步发电机和绕线型异步发电机
的工作原理基本相同,都是利用转子在旋转磁场中感应出感应电动势,从而产生转矩。
但由于结构上的差异,两者在启动特性、转矩
特性和稳态性能等方面可能会有所不同。
在特点方面,笼型异步发电机由于结构简单、成本低、维护方便,因此在工业领域中使用较为广泛。
而绕线型异步发电机由于其
高效率、高功率因数和较好的启动性能,常被用于需要高性能的场合。
最后,从应用角度来看,笼型异步发电机常被用于风力发电、泵类设备、压缩机以及一些传动设备中。
而绕线型异步发电机则常被用于需要高性能和精密控制的场合,比如电力工业中的大型风力发电机组、高速列车等领域。
总的来说,笼型异步发电机和绕线型异步发电机各有其特点,选择哪种类型的发电机取决于具体的应用场合和需求。
希望以上信息能对你有所帮助。
鼠笼式三相异步电动机和绕线式三相异步电机区别和应用1、结构的区别:1)鼠笼绕组;2)绕线绕组,有滑环;2、机械性能的区别:1)结固;2)高速不结固;3、安全性的区别:1)安全;2)电刷有火花,有火灾、爆炸危险;4、机械特性的区别:1)机械应特性,即恒速;2)软特性,可小范围调速;5、启动性能:1)启动电流大,转矩小2)启动转矩大,可以达到最大转矩,启动电流小;6、应用:1)适用恒速要求硬特性的场合;2)使用调速软特性的场合,如起重机!7、起动原理:1)减压启动;2)改变转差率调速起动;绕线电机和鼠笼电机有什么区别?三相异步电动机由定子和转子两个基本部分组成定子是电动机的固定部分,用于产生旋转磁场,主要由定子铁芯、定子绕组和基座等部件组成转子是电动机的转动部分,由转子铁芯.转子绕组和转轴等部件组成.其作用是在旋转磁场作用下获得转动力矩.转子按其结构的不同分为鼠笼式转子和绕线式转子1.鼠笼式转子:转子绕组由插入转子槽中的多根导条和两个环行的端环组成.若去掉转子铁心,整个绕组的外形像一个鼠笼,故称笼型绕组.中小型转子一般采用铸铝方式。
对于100KW以上的电动机采用铜条和铜端环焊接而成鼠笼型异步电机转子相数就是鼠笼转子上的导条数,每相匝数等于1/2匝.转子绕组不用对地绝缘. 转子极对数是靠定子绕组磁动势异步而得的,因此它始终与定子绕组的极对数相等,与鼠笼转子的导条数无关.鼠笼型异步电动机常用启动方法直接启动、降压启动、变频启动、或软启动器启动2.绕线式转子:绕线式转子的绕组和定子绕组相似,中型电动机多采用双层绕组,三相绕组连接成星形,三根端线连接到装在转轴上的三个铜(或钢)滑环上,通过电刷与外电路相连接,绕线型异步电机转子绕组的相数、极对数总是跟定子相同,每相的匝数相对较多,感应电势较大,转子绕组对地绝缘需绝缘.绕线式异步电动机常用启动方法:绕线式异步电动机启动时通常采用直接启动、.转子串电阻启动、或者是采用频敏变阻器启动可不要多此一举用变频启动.或软启动器启动1:区别:鼠笼式和绕线式三相异步电动机是指三相异步时机的转子的形式是绕线式的,或是鼠笼式的,它们的启动方式稍有不同,首先是它们都可以直接起动,其次是鼠笼式的异步电动机因为它的转子的结构的原因,它必须要借助于外接设备(自藕变压器或接触器)才能实现降压起动,绕线式的异步电动机除了可以借助外接设备实现降压起动之外,还赖以通过调节转子电流来实现降压起动(在转子回程串联有调节电阻)。
通常三相笼型异步电动机定子绕组和转子绕组的相数通常三相笼型异步电动机定子绕组和转子绕组的相数与电机的工作原理和设计要求有关。
首先,我们来了解一下三相笼型异步电动机的工作原理。
三相笼型异步电动机是一种常用的电动机,它由定子和转子组成。
定子绕组是三相绕组,也就是电机的供电绕组。
定子绕组的相数通常为3相,即A相、B相、C相。
每个相上有一组绕组,每组绕组上都会有N个线圈。
三相绕组的布置是根据三相交流电的供电方式而确定的。
在三相供电下,每个相互之间的相位差为120度,这种三相供电方式可以提供更高的功率输出和更平稳的转速。
转子绕组是电机的转动部分,通常采用笼型结构,这也是为什么叫做“笼型异步电动机”的原因。
转子绕组是由许多导体组成的,这些导体是通过一些隔板隔开的。
因为转子是通过感应起动的,所以转子绕组的相数通常与定子绕组的相数相同,也是3相。
定子绕组和转子绕组之间的相数相同是为了实现电磁感应和能量传输的匹配。
当外部电源通电时,定子绕组产生在空间中旋转的磁场,转子绕组感受到这个磁场并产生感应电流。
根据法拉第电磁感应定律,感应电流在转子上产生一个对磁场的反作用力,使转子开始旋转。
在三相电源供电下,每相的电流和磁场变化由电源控制。
当电动机需要启动时,电流和磁场的变化导致转子绕组感应出电流,从而产生反作用力使转子转动。
一旦电机转动起来,其运动学特性会导致定子和转子之间的电磁感应和相位差保持稳定。
定子绕组和转子绕组的相数一般为3相,这是为了保证电机的正常运行和稳定性。
一个更高的相数可以提供更平稳的电流和磁场变化,同时也减少了电机中的振动和噪音。
此外,三相供电方式也可以提供更高的功率输出,满足电机的工作需求,如驱动大功率设备和实现高扭矩输出等。
总结来说,三相笼型异步电动机定子绕组和转子绕组的相数通常为3相。
这种安排既能够满足电机的工作需求,又能够保证电机的正常运行和稳定性。
三相供电方式可以提供更高的功率输出和更平稳的转速,为电机的工作提供了可靠的电源。
三相异步电动机结构的各部件起什么作用?异步电动机的结构主要由两个基本部分组成,即定子(静止部分)和转子(旋转部分)。
一.定子它由定子铁心、定子绕组和机座等部分组成。
(1)定子铁心。
它是电动机磁路的一部分,由0.35~0.5mm厚表面涂有绝缘漆或氧化膜的薄硅钢片叠压而成,固定在机座内。
定子铁心的内圆冲有均匀分布的槽口,用来嵌放三相定子绕组。
绕组与铁心之间是互相绝缘的。
(2)定子绕组。
由于它是能量转换的“枢纽”,又称电枢绕组。
它是异步电动机的电路部分,通入三相电源后,就会产生三相旋转磁场。
三相定子绕组是 3个彼此独立、按一定方式连接的对称绕组,它们按一定的空间角度依次嵌在定子槽内。
为了便于变换接法,绕组6个端头都引到接线盒内。
(3)机座。
它一般由铸铁或铸钢制成。
其作用是固定定子铁心和定子绕组。
机座两端的两个端盖,以支承转子轴。
二.转子它是异步电动机的旋转部分,电动机的工作转矩就是从转子轴上输出的。
它由转子铁心、转子绕组和转轴3部分组成。
(1)转子铁心。
它是电动机磁路的一部分,是由圆形薄硅钢片叠装而成。
在硅钢片外圆上冲有均匀分布的槽口,用来嵌放转子绕组。
转子铁心压装在轴上。
(2)转子绕组。
它又分为笼型和线绕式两种。
目前中小型异步电动机的笼型转子,一般都用熔化的铝浇入转子铁心槽内,并将两个端环(短路环)与冷却用风扇浇铸在一起而成。
由于转子绕组形状像鼠笼,故称为笼型异步电动机。
线绕式转子绕组和定子绕组相似,也是三相对称绕组,一般都接成星形。
3个出线端通过转轴内孔分别接到与转轴固定的3个铜制互相绝缘的滑环上(集电环),滑环靠电刷与外接变阻器电路相连接,接入变阻器主要是为了改善电动机的起动性能或调节电动机的转速。
(3)转轴。
它主要是支承转子及传递转矩,并保证定、转子之间各处均匀的空气隙。
空气隙也是电机磁路的一部分,空气隙越小,功率因数越高,空载电流越小。
一般中小型电动机的气隙0.2~1.5mm。
2/2二、三相异步电动机的结构(一)定子(静止部分)1、定子铁心作用:电机磁路的一部分,并在其上放置定子绕组。
电工学概论习题答案_第四章4-1. 怎样从三相异步电动机的结构特征来区别笼型和绕线型?答:转子绕组的作用是产生感应电动势、流过电流和产生电磁转矩,其结构型式有笼型和绕线型两种,笼型转子的每个转子槽中插入一根铜导条,在伸出铁心两端的槽口处,用两个短路铜环分别把所有导条的两端都焊接起来。
如果去掉铁心,整个绕组的外形就像一个笼子,所以称为笼型转子。
绕线型转子的绕组和定子相似,是用绝缘导线嵌放在转子槽内,联结成星形的三相对称绕组,绕组的三个出线端分别接到转子轴上的三个滑环(环与环,环与转轴都互相绝缘),在通过碳质电刷把电流引出来。
4-2. 怎样使三相异步电动机改变转向?答:将同三相电源相联接的三个导线中的任意两根的对调一下,三相异步电动机改变转向。
4-3. 已知一台三相笼型异步电动机的额定功率=3kW,额定转速=2880r/min。
试求(1)磁极对数;(2)额定时的转差率;(3)额定转矩。
解:(1) 同步转速,因此电动机磁极对数p为1;(2)(3) =9.954-4. 已知Y112M-4型异步电动机的技术数据为=4kW,△接法,额定电压=380V,=1440r/min,额定电流=8.8A,功率因数=0.82,效率=84.5%。
试求(1)磁极对数; (2)额定运行时的输入功率; (3)额定时的转差率; (4)额定转矩。
解:(1) 同步转速,因此电动机磁极对数p为2;(2)(3)(4) =26.54-5. 已知Y132M-4型异步电动机的额定功率为7.5kW,额定电流=15.4A,额定转速=1440r/min,额定电压=380V,额定时的功率因数=0.85,额定时的效率=0.87,起动转矩/额定转矩=2.2,起动电流/额定电流=7.0,最大转矩/额定转矩=2.2。
试求(1)额定输入功率;(2)额定转矩;(3)额定时的转差率;(4)起动电流;(5) 起动转矩; (6) 最大转矩。
解:(1) 额定输入功率(2) =49.74(3)(4) =7=107.8A(5) =2.2=109.43(6) =2.2=109.434-6. 在三相异步电动机起动瞬间(s=1),为什么转子电流大,而转子电路的功率因数小?答:电动机在接通电源瞬间,转子电路的感应电动势和感应电流为最大,这称为起动电流或堵转电流。
三相笼型电动机与三相异步电动机?
答:三相笼型电动机和三相异步电动机是电动机的两种类型,它们之间既有联系也有区别。
三相笼型电动机实际上是三相异步电动机的一种。
三相异步电动机的转子分为笼型转子和绕线转子两种。
笼型转子异步电动机的转子绕组像一个鼠笼,它的每个槽内有一根或两根导体,导体比铁芯长,在铁芯两端用两个端环将导体短接,形成短路绕组。
若将转子抽出后,翻过来观察端环,会发现这个端环像一个鼠笼,因此叫做笼型转子。
三相异步电动机则是一种交流电动机,它的工作原理是:当电动机的三相定子绕组(各相差120度电角度),通入三相对称交流电后,将产生一个旋转磁场,该旋转磁场切割转子绕组,从而在转子绕组中产生感应电流(转子绕组是闭合通路),载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力,从而在电机转轴上形成电磁转矩,驱动电动机旋转,并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。
综上所述,三相笼型电动机是三相异步电动机的一种类型,它们的工作原理都是基于旋转磁场和电磁感应的原理。
但是,三相笼型电动机的转子结构是特定的笼型结构,而三相异步电动机则是一个更广泛的概念,包括笼型转子和绕线转子等多种类型。
直流电机(旋转电枢式);异步机(鼠笼式,绕线式);同步机(旋转磁极式)1直流电机的转子绕组的导体里流过的是直流电流还是交流电流?如果是直流,为什么?如果是交流,频率是多少(写出计算式)?转子绕组的电流需要引出吗(与外部电源或用电负载相联)?如果需要,引出后电流是直流还是交流?如果不需要,为什么?60pn f 2 三相异步电机转子绕组的导体里流过的是直流电流还是交流电流?如果是直流,为什么?如果是交流,频率是多少(写出计算式)?转子绕组的电流需要引出吗(与外部电源或用电负载相联)?如果需要,引出后电流是直流还是交流?如果不需要,为什么?3三相同步电机转子绕组的导体里流过的是直流电流还是交流电流?如果是直流,为什么?如果是交流,频率是多少(写出计算式)?转子绕组的电流需要引出吗(与外部电源或用电负载相联)?如果需要,引出后电流是直流还是交流?如果不需要,为什么?1,一台并励直流发电机,正转能自励,反转也能自励( × )2. 若把一台直流发电机电枢固定,而电刷与磁极同时旋转则在电刷两端仍能得到直流电压。
(√)3. 一台并励直流电电动机,若改变电源极性,则电机转向也改变。
( × )4. 直流电动机的电磁转矩是驱动性质的,因此稳定运行时,大的电磁转矩对应的转速就高。
( × )5. 一台接到直流电源上运行的直流电动机,换向情况是良好的。
如果改变电枢两端的极性来改变转向,换向极线圈不改接,则换向情况变坏。
( × )1. 直流发电机主磁极磁通产生感应电动势存在于( ① )中。
① 电枢绕组; ② 励磁绕组; ③ 电枢绕组和励磁绕组。
2. 直流发电机电刷在几何中性线上,如果磁路不饱和,这时电枢反应是( ③ )。
① 去磁; ② 助磁; ③ 不去磁也不助磁。
3. 如果并励直流发电机的转速上升20 % ,则空载时发电机的端电压U0升高( ② )。
① 20%; ② 大于20%; ③ 小于20%。
绕线式与鼠笼式电机的区别(转载)鼠笼式转子用铜条安装在转子铁芯槽内,两端用端环焊接,形状像鼠笼。
中小型转子一般采用铸铝方式。
绕线式转子的绕组和定子绕组相似,三相绕组连接成星形,三根端线连接到装在转轴上的三个铜滑环上,通过一组电刷与外电路相连接。
由于鼠笼式电机结构简单、价格低,控制电机运行也相对简单,所以得到广泛采用.而绕线式电动机结构复杂,价格高,控制电机运行也相对复杂一些,其应用相对要少一些.但绕线式电动机因为其启动,运行的力矩较大,一般用在重载负荷中.问题补充:鼠笼式电机的三相绕组一般来说功率大于3KW都接成角形,而电机功率小于3KW的一般都接成星形.三相异步电动机由定子和转子两个基本部分组成。
定子是电动机的固定部分,用于产生旋转磁场,主要由定子铁芯、定子绕组和基座等部件组成。
转子是电动机的转动部分,由转子铁芯、转子绕组和转轴等部件组成,其作用是在旋转磁场作用下获得转动力矩。
转子按其结构的不同分为鼠笼式转子和绕线式转子。
鼠笼式转子用铜条安装在转子铁芯槽内,两端用端环焊接,形状像鼠笼。
中小型转子一般采用铸铝方式。
绕线式转子的绕组和定子绕组相似,三相绕组连接成星形,三根端线连接到装在转轴上的三个铜滑环上,通过一组电刷与外电路相连接。
鼠笼式电机结构简单、价格低。
绕线式电动机结构复杂,价格高。
转子绕组不是由绝缘导线绕制而成,而是铝条或铜条与短路环焊接而成或铸造而成的三相异步电动机称为鼠笼式电机。
三相异步电动机分为做鼠笼型电动机和绕线式电动机。
结构:电动机转子的结构:转子是三相异步电动机的旋转部分,由转子铁心、转子绕组、转轴和风扇等部分组成。
转子的铁心也是电动机磁路的一部分,由外圆周上冲有均匀线槽的硅钢片叠压而成,并固定在转轴上。
转子铁心的线槽中放置转子绕组。
按转子绕组结构的不同,三相异步电动机又可分为鼠笼式和绕线式两种。
三相异步电动机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。