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电机气隙多大才合适?

2019-10-15 16:47:28     来源:电机技术日参        

【大比特导读】气隙长度的大小对异步电动机的性能、运行可靠性影响极大。气隙过大,将使磁阻大增,要达到同样磁场强度所需励磁电流大幅度增加,励磁损耗也随之大幅增大,电动机功率因数会显著下降,使电动机的性能恶化。

电机的转子外表面与定子内表面之间应保持一定长度的空气间隙,从而确保转子在定子腔内能自由转动。转子与定子之间虽然没有直接的电联接关系,但当定子绕组通电以后,通过空气隙定转子之间便有了电磁联系,类似变压器原理,定子磁场与转子磁场相互耦合,从而实现了电能与机械能之间的能量转换功能。

气隙长度的大小对异步电动机的性能、运行可靠性影响极大。气隙过大,将使磁阻大增,要达到同样磁场强度所需励磁电流大幅度增加,励磁损耗也随之大幅增大,电动机功率因数会显著下降,使电动机的性能恶化。为了减小励磁电流和改善功率因数,应尽量减小气隙。但气隙过小,又会使气隙谐波磁场增大,电机杂散损耗和噪声增加,使最大转矩和起动转矩都减小。另一方面,气隙太小还容易使运行中的转子与定子相擦,发生扫膛故障,甚至卡死转子不转,降低了运行的可靠性,也给装配带来困难。一般中小型异步电机的气隙约在0.25~1.5mm之间,大中型异步电动机约在0.75~2mm之间。

01三相异步电机的基本结构

三相异步电动机主要有由定子和转子和轴承组成 。定子主要由铁心,三相绕组,机座,端盖组成。定子铁心一般由0.35~0.5毫米厚表面具有绝缘层的硅钢片冲制、叠压而成,在铁心的内圆有均匀分布的槽,用以嵌放定子绕组。三相绕组由三个在空间互隔120°电角度、对称排列的结构完全相同绕组连接而成,这些绕组的各个线圈按一定规律分别嵌放在定子各槽内。其作用是通入三相交流电,产生旋转磁场。机座通常为铸铁件,大型异步电动机机座一般用钢板焊成,微型电动机的机座采用铸铝件,其作用是固定定子铁心与前后端盖以支撑转子,并起防护、散热等作用。

封闭式电机的机座外面有散热筋以增加散热面积,防护式电机的机座两端端盖开有通风孔,使电动机内外的空气可直接对流,以利于散热。端盖主要起固定转子,支撑和防护作用。转子主要由铁心和绕组组成。转子铁心所用材料与定子一样,由0.5毫米厚的硅钢片冲制、叠压而成,硅钢片外圆冲有均匀分布的孔,用来安置转子绕组。通常用定子铁心冲落后的硅钢片内圆来冲制转子铁心。一般小型异步电动机的转子铁心直接压装在转轴上,大、中型异步电动机(转子直径在300~400毫米以上)的转子铁心则借助与转子支架压在转轴上。

转子绕组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。小型笼型电动机采用铸铝转子绕组,对于100kW以上的电动机采用铜条和铜端环焊接而成。鼠笼转子分为:阻抗型转子、单鼠笼型转子、双鼠笼型转子、深槽式转子几种,起动转矩等特性各有不同。(2)绕线式转子:绕线转子绕组与定子绕组相似,也是一个对称的三相绕组,一般接成星形,三个出线头接到转轴的三个集流环上,再通过电刷与外电路联接。

02感应电机工作原理

感应电动机又称“异步电动机”,即转子置于旋转磁场中,在旋转磁场的作用下,获得一个转动力矩,因而转子转动。

电机转子是可转动的导体,通常多呈鼠笼状。定子是电动机中不转动的部分,主要任务是产生一个旋转磁场。旋转磁场并不是用机械方法来实现。而是以交流电通于数对电磁铁中,使其磁极性质循环改变,故相当于一个旋转的磁场。这种电动机并不像直流电动机有电刷或集电环,依据所用交流电的种类有单相电动机和三相电动机,单相电动机用在如洗衣机,电风扇等;三相电动机则作为工厂的动力设备。

通过定子产生的旋转磁场与转子绕组的相对运动,转子绕组切割磁感线产生感应电动势,从而使转子绕组中产生感应电流。转子绕组中的感应电流与磁场作用,产生电磁转矩,使转子旋转。由于当转子转速逐渐接近同步转速时,感应电流逐渐减小,所产生的电磁转矩也相应减小,当异步电动机工作在电动机状态时,转子转速小于同步转速。

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