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電機結構及術語大全!

 電機CAD 2016-12-21


來源  | 網(wǎng)絡

編輯  |  旺材小編,轉載請注明出處




1、定子與轉子 


三相交流異步電動機的定子鐵芯由硅鋼片疊成,在鐵芯內(nèi)圓有許多槽,用來嵌放定子繞組,見圖1左圖。電動機的轉子鐵芯也由硅鋼片疊成,在鐵芯外圓有許多槽,用來嵌放轉子繞組,見圖1中圖。圖1右圖是轉子鐵心插入定子鐵心示意圖,定子鐵芯與轉子鐵心之間留有氣隙。

本電動機模型是4極電動機,輸入50周三相交流電時,產(chǎn)生每分鐘1500轉的旋轉磁場。定子鐵芯有24個槽,在槽內(nèi)嵌放著三相交流繞組,即定子繞組,三相繞組采用單層鏈式繞組,在本課件后面介紹其展開圖。圖2是嵌好繞組的定子。定子繞組引線通向機座外側的接線盒,接線盒內(nèi)接線見三相交流電機繞組課件。

定子鐵芯固定在機座上,機座外面有散熱筋(散熱片)幫助定子散熱,機座由鑄鐵或鑄鋼鑄造。下圖是剖面的定子與機座圖。


三相交流異步電動機的轉子鐵芯外周的許多槽是用來嵌放轉子繞組,籠型感應電動機的轉子繞組是籠型結構,俗稱鼠籠。鼠籠由銅條或(鋁條)與銅端環(huán)(鋁端環(huán))組成,參見異步電動機原理一節(jié)。但應用最廣的小型異步電動機采用在轉子鐵芯上直接澆鑄熔化的鋁液形成鼠籠轉子,在轉子槽內(nèi)直接形成鋁條即繞組,并同時鑄出散熱的風葉,簡單又結實,圖4是鑄有籠型繞組的轉子。

在轉子轉軸上裝有風扇,風扇的作用在后面介紹,這些就是異步電動機的轉動部分,見圖5。

2. 、異步電動機整機 


在機座兩端要安裝端蓋,端蓋起著支撐轉子的作用,同時密封電機。端蓋中部是軸承安裝孔,安裝好軸承后蓋上軸承蓋,在電動機的后端還有風扇罩,風扇罩的作用在后面介紹。

把轉子插入定子中間,通過軸承安裝在端蓋上,端蓋安裝在機座上,裝上風扇罩,一個三相交流異步電動機就組成了。接入三相交流電源后定子產(chǎn)生的旋轉磁場就可帶動籠型轉子旋轉。圖7與圖8是籠型三相異步電動機的剖視圖。

機座裝上端蓋后,轉子與定子與定子繞組都密封在機座內(nèi),能很好的防塵。定子與轉子產(chǎn)生的熱量由機座外殼散熱,籠型轉子上的風葉攪動機內(nèi)空氣使熱量盡快傳到外殼上,外殼上的散熱片加大了散熱面積。這還不夠,在電機端蓋外還裝有風扇罩,風扇罩端部開有通風孔,風扇旋轉時就像離心風機,空氣從風扇罩端部進入,從風扇罩與端蓋之間的空隙吹出,吹向機座上的散熱片,大大加速了電機的散熱。圖9中的淺藍色箭頭線表示散熱氣流的走向。

圖10是籠型轉子異步電動機外觀圖。

三相交流異步電動機以其結構簡單,密封性好,維護容易,價格低廉而廣受歡迎,應用非常廣泛。 


請觀看三相籠型異步電動機模型剖面運轉3D動畫。


3、定子繞組展開圖 


本機是4極24槽交流異步電動機,定子繞組采用單層鏈式繞法,較簡單,圖11是定子繞組展開圖。

相比直流電動機:交流異步電動機沒有電刷與換向器,沒有直接磨損部件,故障率與維護大大減少;電機采用密封,避免粉塵、雜質的污染,可靠性大大提高。單位重量功率比直流電機高出2倍以上,造價大大降低,交流異步電動機得到最廣泛的應用。近年來在交通領域作為牽引電機也得到廣泛應用,課件“交流異步牽引電機”介紹了在動車組中的應用。


電機基本名詞術語 


Motor Common Terminology 


電機基本知識 


電機:電機是借助于電磁原理工作的能量轉換設備。只有給電機輸入能量,它才會輸出能量,在其輸入和輸出的能量中至少應該有一方是電能。 

變壓器:是利用電磁原理將交流電能轉換成同頻但電壓等級不同的交流電能的設備。發(fā)電機:是利用電磁原理將機械能轉換成電能的設備。 直流發(fā)電機:將機械能轉換成直流電能的發(fā)電機。 交流發(fā)電機:將機械能轉換成交流電能的發(fā)電機。 

同步發(fā)電機:其電動勢的頻率與電機轉速(同步轉速)之比為恒定值,例如對于2極(1對磁極)同步發(fā)電機,發(fā)電頻率與每秒轉速相同;對于12極(6對磁極)同步發(fā)電機,發(fā)電頻率為6倍每秒轉速。大型汽輪發(fā)電機、水輪發(fā)電機都是同步發(fā)電機,大多數(shù)交流發(fā)電機都是同步發(fā)電機,應用非常廣泛。 


同步轉速:要使發(fā)電機供給電網(wǎng)50Hz的工頻電能,發(fā)電機的轉速必須為同步轉速。同步轉速=50×60/p,p是磁極對數(shù),例如一對磁極(2極)電機的同步轉速為3000r/min,二對磁極(4極)電機的同步轉速為1500r/min。 


異步發(fā)電機:帶負載時發(fā)電機的轉速大于同極數(shù)的同步轉速,例如二對磁極的異步發(fā)電機轉速大于1500r/min,也就是說發(fā)電機輸出電壓頻率低于2倍每秒轉速,而且發(fā)電機轉速與所接電網(wǎng)頻率之比不是恒定值,隨負荷加大轉差加大。逆步發(fā)電機應用很少,主要應用在風力發(fā)電機組中。 

電動機:是利用電磁原理將電能轉換成機械能的設備。 直流電動機:將直流電能轉換成機械能的電動機。 


交流電動機:將交流電能轉換成機械能的電動機。交流電動機分成異步電動機(轉速小于同步轉速)和同步電動機(轉速等于同步轉速),實際中以異步電動機應用最為普及,同步電動機相對較少。 


發(fā)電機容量(發(fā)電機額定容量):發(fā)電機在制造廠規(guī)定的額定轉速、電壓、功率因數(shù)以及額定的冷卻條件下運行時,在出線端以千伏安表示的連續(xù)輸出容量,單位是kVA。


電動機功率(額定功率):在額定電壓、額定負載、規(guī)定的冷卻條件下運行時,電機軸輸出的機械功率,單位是kW。 


電機的效率:P2 與P1 的比值稱為電機的效率,用η表示,即有η=P 2 /P 1  ,P1 稱為輸入功率,表示單位時間內(nèi)輸入電機的能量;P2稱為輸出功率,表示單位時間內(nèi)電機輸出的能量。 


鐵損:當磁通隨時間交變時,鐵心中將產(chǎn)生磁滯損耗和渦流損耗,兩者合稱為鐵耗。 


磁滯損耗:根據(jù)鐵磁性材料磁化曲線,當鐵磁性材料處在交變磁場中,材料的磁化是沿其磁滯回線變化的,在圖1有三種主要的鐵磁性材料的磁滯回線,當磁場強度由-H變化到+H時,材料的磁感應強度B沿綠色線變化,當磁場強度由+H變化回-H時,材料的磁感應強度B沿棕紅色線變化。材料在反復磁化中要消耗能量并轉化成熱量耗散,這就是磁滯損耗。磁滯損耗與磁滯回線的面積成正比,軟磁性材料的磁滯損耗最小。


渦流損耗:由于鐵磁性材料通常是導電體,當線圈通有交流電時,鐵芯內(nèi)的磁通隨之變化,在鐵芯就會感生漩渦狀電流(渦流),見圖2左。渦流產(chǎn)生熱量耗散,稱為渦流損耗。為防止渦流損耗,可在鋼材中加入硅,使材料電阻增大;或者鐵心采用表面絕緣、厚度為0.35 或0.5mm 的硅鋼片疊壓成形,可有效防止渦流,見圖2右。

電機的電磁結構 


轉子、定子:發(fā)電機與電動機都與機械能有關,在它們的結構中有運動部件,運動部件通常都作旋轉運動,稱為轉子;相應地固定部件就稱為定子。 


主磁路:是指主磁通Φ 的路徑,變壓器的主磁路為閉合鐵心,見圖3左,淺藍色箭頭線是磁力線。旋轉電機的主磁路,除定、轉子鐵心外,還包含兩段氣隙,見圖1右,淺藍色箭頭線是磁力線。

鐵芯:承載磁通的磁路部件,不包括氣隙。 

機座(定子機座):支承定子鐵心或鐵心組件以及定子繞組的構件。  

機座磁軛:為靜止凸極提供機械支撐的定子鐵芯部分。 

磁極:鐵芯的一部分,帶有或嵌有勵磁繞組或包含一塊或幾塊永久磁體。 極靴:凸極靠近氣隙的部分。 氣隙:磁路內(nèi)鐵磁性部分中的間隙。

轉子磁軛:為旋轉凸極提供機械支撐的轉子鐵芯部分。 


凸極:從軛部向氣隙方向伸出的一種磁極,圖5左圖的轉子有6個凸極,凸極安裝在轉子磁軛上。 


隱極:圓柱鐵芯的一部分,通過分布繞組的勵磁效應起磁極作用,見圖5右,小齒間的槽用來嵌放分布的勵磁繞組,大齒則是磁極。。 槽:鐵芯上的凹槽,在其中放置繞組導體。 齒:兩個相鄰槽之間的鐵芯部分。

繞組:一般是用帶絕緣的導體(主要用銅)繞制而成的線圈或線圈組合。繞組的作用有流通電流、產(chǎn)生磁場、感應電動勢、承受一定的電壓電流和功率。繞制而成的線圈或線圈組合。一臺電機至少有兩個繞組。 


勵磁繞組:產(chǎn)生磁場的繞組,磁場相對于該繞組是靜止的。 電樞:電機帶電樞繞組的部分。 

電樞繞組:對旋轉電機而言,起機電能量轉換的核心作用的繞組稱為電樞繞組,它與外部電力系統(tǒng)聯(lián)接,用以吸收或送出有功功率。例如同步電機的定子繞組、直流電機的轉子繞組。

 

匝:組成一圈的一根或一組導體。 


銅損耗:電流在繞組電阻上引起的損耗稱為銅損耗,簡稱銅耗。 電刷:與換向器或集電環(huán)作滑動接觸形成電連接的導電部件。 集電環(huán):與電刷接觸的導電金屬環(huán), 


換向器(整流子):對于發(fā)電機,換向器把電樞繞組中的交變電動勢轉變?yōu)橹绷麟妱觿菹蛲獠枯敵觯粚τ陔妱訖C,它是把外界供給的直流電流轉變?yōu)槔@組中的交變電流以使電機旋轉。換向器是由多個換向片組合而成,是直流電機的關鍵部件。 軸承:支持轉軸的結構件。 


推力軸承:承受軸向負載并限制軸向移動的軸承。 導軸承:限制立式機組軸線在一定范圍內(nèi)擺動的軸承。 


旋轉方向:從電機的傳動端朝非傳動端沿軸向看電機的旋轉方向。 機械角度:從幾何上把電機圓周分成 360°,為機械角度。 


電角度:對于交流電機來說,電樞線圈中感生的按正弦變化的電勢的一個周期為360電角度。若電機有p對磁極,電機旋轉時的電角度為p×機械角度。


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