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电动机的保养和维修系列之一:电机结构及型式
作者:祖荣&发表时间：
&&& 第一篇 电动机结构及型式：1.电机的型式&&& 公司使用的电动机型式分类。公司使用的电动机型式分类按照使用电源型式分为：交流电机和直流电机。直流电机数量较少，在发电机油泵中有使用。一旦交流电源供电中断后，该直流电机能保证发电机低速旋转，避免发电机大轴弯曲。其他大多数使用的为交流电源，是。
&&& 按照转子旋转速度分为：和。发电机属于同步电机的一种；楚星及大江合成氨压缩机、循环机部分使用同步电机；其他大多数使用的为异步电动机。概念：转子旋转速度与定子旋转磁场速度一致的为同步电机，不一致的为异步电机。电机旋转磁场同步转速公式：
&&& 按照电机转子型式分为：鼠笼式和绕线式绕线式电机是转子引线通过滑环用铜线引出的一种结构，如磷复肥磨机电机、桥式起重机使用的电机。转子导线通过引线引出的目的是为了满足电机启动或调速的需要；转子用导体嵌在转子铁芯槽内，端部用铝融化端接在一起的，属于鼠笼式结构。鼠笼式结构是因为拿去转子铁芯后好像一个鼠笼而得名。
&&& 按照电机额定电压分为：和：PVC、电石有10KV电机；楚星合成氨有6KV电机；低压电机：其他多数额定电压为380V；
2.电机的结构 &&& 电机结构：电机由转轴、转子、气隙、端盖、机座、铁芯、定子绕组、滑环、接线盒、风扇叶、风扇罩等组成。不同结构形式电机会有一些不同的附件，如变频电机还有附加风扇，同步机转子有励磁绕组等。滑环的结构 滑环的结构 电机转轴 电机转轴 电机端盖 电机端盖 铸铝笼型转子 铸铝笼型转子 焊接笼型转子 焊接笼型转子。
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029-(传真)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）。运行时的区别也是这样的，其余的就都是一样. 2：启动方式： 原始的降压启动方法都过时了，现在大部分是软启动器和变频器。大功率电机如果启动不濒繁且不 改变电机转速，使用软启动器就行。 如果电机启动频繁而且还需要转速改变，则使用变频器。不过变频器比软启动器贵很多。 1)星－三角启动器是一个较早的解决办法。在启动过程中，电网的相位接头和中性接头之间，电动 机定子绕组与启动器进行星型连接， 从而可以降低电动机电压，及至降低电流大约(图1);一旦克服主惯量之后，电动机定子绕组在电网 相位接头之间的连接就呈三角形， 以获得满电压和功率。然而，这种启动器不能从根本上消除机械和电气瞬变现象，只能使其稍微减弱, 使他们穿过时间轴上的两个点――从随后的星－三角切换至原点。 2）另一个早期的解决办法就是滑环电动机，该电动机由一个经滑环与转子电路连接的启动变阻器启动。 采用这种方法，虽然电动机的扭矩仍能维持在足以启动负荷的必要水平， 但启动电流已经降低了。 3）频率转换器从技术来说要优于上述两种解决方法：因为它可以在电动机从启动到正常运行再到停机的 每一次运行循环中，对转速、扭矩和功率等所有相对变量进行精确控制；另一个重要的优点就是其控制 设备为静态，即没有移动部件。其可靠性因而也提高了，维护工作量很小。
然而，频率转换器的缺点是前期投资成本相对过大，这一点限制了其在很多领域的应用。 3）软启动器于20世纪70年代末到80年代初投入市场，它与频率转换器相似，同样以电子和可控硅为基础。 可以这样说，它填补了星－三角启动器和频率转换器在功能实用性和价格之间的鸿沟。采用软启动器， 可以控制电动机的电压，使其在启动过程中逐渐地升高，很自然地限制启动电流。 这就意味着电动机可以平稳地启动，机械和电应力也降至最小；该装置还有一种附带的功能，即可用来 “软”停机。然而软启动器仍有一个缺陷，那就是不能长时间用于启动扭矩要求很高的电动机驱动装置上。 这种局限性主要因为，软启动器实际上是靠将自身电压斜坡式抬升至最大值 (而在停机过程中又逐渐下降至设定的关机水平)来完成工作。由于扭矩与电压平方成正比，连接电动机 不能从一开始就达到最大扭矩，因此，软启动器更适合于水泵、风扇、传送带、电梯等轻型易启动的设备。 ABB自从20世纪80年代初就开始研制生产软启动器，最新的PS S系列在许多方面进行了改进，适用于 电流3～515A，电源电压208～690V的电动机。具有集成化、易于安装、设置方便、使用固态电路等特点。
首先说明一点，在不带负荷和电源容量足够大的情况下，任何电机都可以全压启动。 1.启动方式区别：
鼠笼式电机是通过改变定子电压实行减压启动，常用方法星角转换启动，自耦减压启动等 绕线式电机是通过改变转子电阻进行启动，属于全压启动，常用方法液阻启动，频敏启动等 2.应用及其场合通过原理阐述如下： 鼠笼式电机构造简单，应用比较广泛 绕线式电机启动转矩相对较大，适用于对启动转矩要求比较大的机械设备 （如果在启动转矩要求比较大的机械设备，如果适用鼠笼式电机提供动力，非但无法启动，还可能会烧坏电机）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.
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。
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。 个人实际中接触到的基本上都是应用较广泛的鼠笼式三相异步电机，对绕线式异步电机，仅有一些了解，常用的启动方式是，转子串电阻启动，启动转矩与鼠笼式相比，输出转矩大。 鼠笼式电机启动方式，常见的有全压启动、星-三角启动、软启动、变频启动。403 Forbidden
Request forbidden by administrative rules.& & & & 这些年永磁同步电动机得到较快发展，其特点是功率因数高、效率高，在许多场合开始逐步取代最常用的交流异步电机，其中异步起动永磁同步电动机的性能优越，是一种很有前途的节能电机。
& & & & 永磁同步电动机的定子结构与工作原理与交流异步电动机一样，多为4极形式，三相绕组按3相4极布置，通电产生4极旋转磁场。
& & & & 永磁同步电动机与普通异步电动机的不同是转子结构，转子上安装有永磁体磁极，永磁体磁极安装在转子铁芯圆周表面上，称为凸装式永磁转子。磁极的极性与磁通走向图3右，这是一个4极转子。
& & & & 根据磁阻最小原理，也就是磁通总是沿磁阻最小的路径闭合，利用磁引力拉动转子旋转，于是永磁转子就会跟随定子产生的旋转磁场同步旋转。&
& & & & 图5右是一种嵌入式永磁转子，永磁体嵌装在转子铁芯内部，为防止永磁体磁通短路，在转子铁芯开有空槽或在槽内填充隔磁材料。磁极的极性与磁通走向见下右图，这也是一个4极转子。
& & & & 转子铁芯两侧装上风扇然后与定子机座组装成整机。
& & & & 这种永磁同步电动机不能直接通三相交流的起动，因转子惯量大，磁场旋转太快，静止的转子根本无法跟随磁场旋转。这种永磁同步电动机多用在变频调速场合，启动时变频器输出频率从0开始上升到工作频率，电机则跟随变频器输出频率同步旋转，是一种很好的变频调速电动机。&
& & & & 通过在永磁转子上加装笼型绕组，接通电源旋转磁场一建立，就会在笼型绕组感生电流，转子就会像交流异步电动机一样起动旋转。这就是异步起动永磁同步电动机，是近些年开始普及的节能电机。如下图8为永磁转子铁芯
& & & & 笼型转子有焊接式与铸铝式：在转子每个槽内插入铜条，铜条与转子铁芯两侧的铜端环焊接形成笼型转子；与普通交流异步电动机一样采用铸铝式转子，将熔化的铝液直接注入转子槽内，并同时铸出端环与风扇叶片，是较廉价的做法，下图9是一个铸铝式笼型转子。
& & & & 转子与定子、机座等部件进行组装，组装成的整机剖面图见下图10。
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