许继电气股份有限公司技工学校

三相异步电动机的结构

文章来源：[ 原创 ]
添加时间：2011年8月11日

作者姓名：陈晓
单位：许继技工学校

授课教师		陈晓	学科	电机与变压器	授课形式	新课讲解
授课课题		三相异步电动机的结构			课时分配	2学时
教材分析		本教材为机电类专业电工教材，相对电工专业教材在一定程度上作了简化，本节主要介绍了三相异步电动机的工作原理、结构、型号及其主要参数。是电机的的基本模型，掌握它便为下面的分析其它电机打下理论基础。
学情分析		中等职业技术学校学生基础知识环节较为薄弱，对理论知识做到点到为止，不宜过多延伸。结合我们生活中常见的电机设备来刺激学生兴趣。为学生带来学习动力。只有让学生知道它的用途，才能调起学生的求知欲。本节课程中首先展示实际产品，让学生先建立感性认识，再讲出理论原理，使其掌握。
教学方法		启发式、讨论式、直观教学，
教具准备		小型三相异步电动机、图片
教学目标		知识目标：1、理解三相异步电动机的结构及其主要参数 2、掌握三相异步电动机各主要部分的作用及简单参数计算
		能力目标：利用整流电路设计直流电源，维修直流电源
		情感目标：1、理论联系实际，学以致用，激发学生学习兴趣。 2、锻炼学生自我分析能力，调动其主观能动性。 3、通过学习，认识基本电机，在实际生活中能利用。
教学重点		三相异步电动机的主要部件的作用
教学难点		三相异步电动机的主要参数计算
教学程序		教学内容				教学方法与手段	时间分配
I 复习 II 导入 III 讲授新课		一、课前复习 1、三相异步电动机的工作原理： 2、同步转速计算： 3、转差率计算：二、课前导入前面我们学习了三相异步电动机的工作原理，那么它的主要构成是什么呢？各部分又有什么作用呢？一台三相异步电动机的型号都表示什么意思呢？电动机应用时需要考虑那些参数？（展示实物）（学生讨论）三、新课讲解师：三相异步电动机的种类很多，但各类三相异步电动机的基本结构是相同的，它们都由定子和转子这两大基本部分组成，在定子和转子之间具有一定的气隙。此外，还有端盖、轴承、接线盒、吊环等其他附件，如下图示：封闭式三相笼型异步电动机结构图 1—轴承；2—前端盖；3—转轴；4—接线盒；5—吊环；6—定子铁心；7—转子；8—定子绕组；9—机座；10—后端盖；11—风罩；12—风扇 1．定子部分定子是用来产生旋转磁场的。三相电动机的定子一般由外壳、定子铁心、定子绕组等部分组成。（1）外壳三相电动机外壳包括机座、端盖、轴承盖、接线盒及吊环等部件。机座：铸铁或铸钢浇铸成型，它的作用是保护和固定三相电动机的定子绕组。中、小型三相电动机的机座还有两个端盖支承着转子，它是三相电动机机械结构的重要组成部分。通常，机座的外表要求散热性能好，所以一般都铸有散热片。端盖：用铸铁或铸钢浇铸成型，它的作用是把转子固定在定子内腔中心，使转子能够在定子中均匀地旋转。轴承盖：也是铸铁或铸钢浇铸成型的，它的作用是固定转子，使转子不能轴向移动，另外起存放润滑油和保护轴承的作用。接线盒：一般是用铸铁浇铸，其作用是保护和固定绕组的引出线端子。吊环：一般是用铸钢制造，安装在机座的上端，用来起吊、搬抬三相电动机。（2）定子铁心异步电动机定子铁心是电动机磁路的一部分，由0.35mm～0.5mm厚表面涂有绝缘漆的薄硅钢片叠压而成，如图所示。由于硅钢片较薄而且片与片之间是绝缘的，所以减少了由于交变磁通通过而引起的铁心涡流损耗。铁心内圆有均匀分布的槽口，用来嵌放定子绕圈。（a）定子铁心（b）定子冲片定子铁心及冲片示意图（3）定子绕组定子绕组是三相电动机的电路部分，三相电动机有三相绕组，通入三相对称电流时，就会产生旋转磁场。三相绕组由三个彼此独立的绕组组成，且每个绕组又由若干线圈连接而成。每个绕组即为一相，每个绕组在空间相差120°电角度。线圈由绝缘铜导线或绝缘铝导线绕制。中、小型三相电动机多采用圆漆包线，大、中型三相电动机的定子线圈则用较大截面的绝缘扁铜线或扁铝线绕制后，再按一定规律嵌入定子铁心槽内。定子三相绕组的六个出线端都引至接线盒上，首端分别标为U1, V1, W1 ，末端分别标为U2, V2, W2 。这六个出线端在接线盒里的排列如下图所示，可以接成星形或三角形。（a）星形连接（b）三角形连接定子绕组的连接 2．转子部分（1）转子铁心是用0.5mm厚的硅钢片叠压而成，套在转轴上，作用和定子铁心相同，一方面作为电动机磁路的一部分，一方面用来安放转子绕组。（2）转子绕组异步电动机的转子绕组分为绕线形与笼形两种，由此分为绕线转子异步电动机与笼形异步电动机。 ① 绕线形绕组与定子绕组一样也是一个三相绕组，一般接成星形，三相引出线分别接到转轴上的三个与转轴绝缘的集电环上，通过电刷装置与外电路相连，这就有可能在转子电路中串接电阻或电动势以改善电动机的运行性能，见图 1—集电环；2—电刷；3—变阻器图绕线形转子与外加变阻器的连接 ② 笼形绕组在转子铁心的每一个槽中插入一根铜条，在铜条两端各用一个铜环（称为端环）把导条连接起来，称为铜排转子，如图（a）所示。也可用铸铝的方法，把转子导条和端环风扇叶片用铝液一次浇铸而成，称为铸铝转子，如图（b）所示。100kW以下的异步电动机一般采用铸铝转子。（a）铜排转子（b）铸铝转子笼形转子绕组 3.其他部分其他部分包括端盖、风扇等。端盖除了起防护作用外，在端盖上还装有轴承，用以支撑转子轴。风扇则用来通风冷却电动机。三相异步电动机的定子与转子之间的空气隙，一般仅为0.2mm～1.5mm。气隙太大，电动机运行时的功率因数降低；气隙太小，使装配困难，运行不可靠，高次谐波磁场增强，从而使附加损耗增加以及使启动性能变差。巩固知识点二、铭牌在三相电动机的外壳上，钉有一块牌子，叫铭牌。铭牌上注明这台三相电动机的主要技术数据，是选择、安装、使用和修理（包括重绕组）三相电动机的重要依据，铭牌的主要内容如下。 1. 型号（Y-112M-4） Y为电动机的系列代号，112为基座至输出转轴的中心高度（mm）M为机座类别（L为长机座，M为中机座，S为短机座），4为磁极数。旧的型号如J02-52-4：J为异步电动机，0为封闭式，2为设计序号，5为机座号，2为铁心长度序号，4为磁极数。 2．额定功率（4.0KW）额定功率是指在满载运行时三相电动机轴上所输出的额定机械功率，用表示，以千瓦（kW）或瓦（W）为单位。 3．额定电压（380V）额定电压是指接到电动机绕组上的线电压，用UN表示。三相电动机要求所接的电源电压值的变动一般不应超过额定电压的±5%。电压过高，电动机容易烧毁；电压过低，电动机难以启动，即使启动后电动机也可能带不动负载，容易烧坏。 4．额定电流（8.8A）额定电流是指三相电动机在额定电源电压下，输出额定功率时，流入定子绕组的线电流，用IN表示，以安（A）为单位。若超过额定电流过载运行，三相电动机就会过热乃至烧毁。三相异步电动机的额定功率与其他额定数据之间有如下关系式式中 ——额定功率因数 ——额定效率 5．额定频率(50Hz) 额定频率是指电动机所接的交流电源每秒钟内周期变化的次数，用表示。我国规定标准电源频率为50Hz。 6．额定转速（1440r/min）额定转速表示三相电动机在额定工作情况下运行时每分钟的转速，用表示，一般是略小于对应的同步转速。如=1 500r/min，则=1 440r/min。 7．绝缘等级绝缘等级是指三相电动机所采用的绝缘材料的耐热能力，它表明三相电动机允许的最高工作温度。它与电动机绝缘材料所能承受的温度有关。A 级绝缘为105 C，E 级绝缘为120 C，B 级绝缘为130 C，F 级绝缘为155 C，E 级绝缘为180 C。 8．接法（）三相电动机定子绕组的连接方法有星形（Y）和三角形（△）两种。定子绕组的连接只能按规定方法连接，不能任意改变接法，否则会损坏三相电动机。 9．防护等级（IP44）防护等级表示三相电动机外壳的防护等级，其中IP是防护等级标志符号，其后面的两位数字分别表示电机防固体和防水能力。数字越大，防护能力越强，如IP44中第一位数字“4”表示电机能防止直径或厚度大于1毫米的固体进入电机内壳。第二位数字“4”表示能承受任何方向的溅水。 11．定额定额是指三相电动机的运转状态，即允许连续使用的时间，分为连续、短时、周期断续三种。（1）连续连续工作状态是指电动机带额定负载运行时，运行时间很长，电动机的温升可以达到稳态温升的工作方式。（2）短时短时工作状态是指电动机带额定负载运行时，运行时间很短，使电动机的温升达不到稳态温升；停机时间很长，使电动机的温升可以降到零的工作方式。（3）周期断续周期断续工作状态是指电动机带额定负载运行时，运行时间很短，使电动机的温升达不到稳态温升；停止时间也很短，使电动机的温升降不到零，工作周期小于10min的工作方式。四、课堂小节及作业 1、课堂小结通过本节学习，我们知道了三相异步电动机的结构、型号及其主要参数，在本节内容里，我们需重点掌握桥三相异步电动机主要构成部分的作用，难点是对参数的计算。参数计算是建立在对电机理解之上，对于在实际应用中我们应能简单计算，并能在生活中利用，当你身边有三相异步电动机时，你能做简单计算得出其是否在所在条件下适合工作。 2、布置作业 1）课后6、7、8题 2）预习新课				回忆上节内容，引出新课展示实物 (由教师课前带入教室一台小型异步电动机) ，以问题引入，让学生自己观察分析以拆开的三相异步电动机认识主要部分，并分析其作用，引导并总结老师启发引导学生根据日常生活中所见及以前知识画出两种接线方式观察图形，看不同，由师指出使用场合及时总结主要部分，加深印象以身份证打比方，指出其作用简单计算，知道各参数意义补充知识，拓展知识面课后总结，强调知识点，加深记忆。	3 分钟 10 分钟 30 分钟 2 分钟 10 分钟 5 分钟 25 分钟 10 分钟
板书设计	三相异步电动机的结构一、主要构成部分 1、定子 2、转子 3、其它部件二、型号三、额定参数