三相异步电动机的基本结构优化

三相异步电动机主要部件是由定子和转子两大部分组成。此外，还有端盖、机座、轴承、风扇等部件。电动机装配时，转子装在定子腔内，定子与转子之间有很小的间隙，称为气隙。图2-1-2 所示为鼠笼式异步电动机拆开后的结构图。

图2-1-2　鼠笼式异步电动机拆开后的结构图

1.定子部分

三相异步电动机的定子主要由定子铁心、定子绕组、机座等构成。定子的作用是用来产生旋转磁场。

1）定子铁心

定子铁心是电动机主磁路的一部分，并要放置定子绕组。为了导磁性能良好和减少交变磁场在铁心中的铁心损耗，故采用片间绝缘的 0.5 mm厚的硅钢片叠压而成。为了放置定子绕组，在铁心内圆开有槽（见图2-1-3）。

2）定子绕组

定子绕组是电动机的定子电路部分，它通过电流建立磁场，并感应电动势以实现机电能量转换。三相定子绕组的每相由许多线圈按一定的规律的嵌放在铁心槽内。定子绕组是三相对称绕组，它由三个完全相同的绕组组成，三个绕组在空间互差120°电角度（见图2-1-4）。

图2-1-3　定子铁心和定子冲片

图2-1-4　定子绕组线圈示意图

3）机座

机座是电动机机械结构的组成部分（见图 2-1-5），主要作用是固定和支撑定子铁心还要固定端盖。

图2-1-5　定子机座示意图

在中小型电动机中，端盖兼有轴承座的作用，则机座还要支撑电动机的转子部分，故机座要有足够的机械强度和刚度。中小型电动机一般采用铸铁机座。

对于封闭式中小型异步电动机其机座表面有散热筋片以增加散热面积，使紧贴在机座内壁上的定子铁心中的定子铁耗和铜耗产生的热量，通过机座表面加快散发到周围空气中不使电动机过热。

2.转子部分

三相异步电动机的转子由转轴、转子铁心和转子绕组等所构成。转子的作用是产生感应电流，形成电磁转矩，从而实现机电能量转换。

1）转子铁心(www.xing528.com)

转子铁心也是电动机主磁路的一部分，需要放置转子绕组。它用0.5 mm 厚的冲有转子槽形的硅钢片叠压而成。中小型异步电动机的转子铁心一般都直接固定在转轴上。

2）转子绕组

转子绕组按其结构形式可分为鼠笼式和绕线式两种。

（1）鼠笼式转子绕组。

在转子铁心的每一个槽中插入一根裸导条，在导条两端分别用两个短路环把导条连成一个整体，形成一个自身闭合的多相短路绕组，如果去掉转子铁心，整个绕组如同一个“鼠笼子”，故称鼠笼式转子。

对于中小型容量电机来说，为了节约用铜并提高生产率，一般都采用铸铝转子，如图2-1-6（a）所示。

对于容量大于100 kW 的电机，由于铸铝质量不易保证，常用铜条插入转子槽内，在两端焊上端环，构成笼形绕组。笼形绕组转子上既无集电环，又无绝缘，所以结构简单、制造方便、运行可靠。如图2-1-6（b）所示。

图2-1-6　鼠笼式转子

（2）绕线式转子绕组。

绕线式转子绕组与定子绕组也是一个对称三相绕组，这个对称三相绕组接成星形，并接到转轴上的三个集电环上，再通过电刷使转子绕组与外电路接通（见图2-1-7、图2-1-8）。这种转子特点是：通过集电环和电刷可在转子回路中接入附加电阻或其他控制装置，以便改善电动机的起动性能或调速性能。

对于中等容量以上的异步电动机还装有一种提刷短路装置，当电动机启动以后而又不需要调节速度时，移动其手柄，可使电刷提起，与集电环脱离接触，同时使3 只集电环彼此短接起来。

3）转轴

转轴的作用是支撑转子和传递机械功率。为保证其强度和刚度，转轴一般用低碳钢制成，整个转子靠轴承和端盖支撑着。

图2-1-7　绕线式转子结构示意图

图2-1-8　绕线转子回路接线示意图

4）端盖

端盖是电机外壳机座的一部分，一般用铸铁或钢板制成。中小型电机一般采用带轴承的端盖。

3.气隙

异步电动机定子内圆和转子外圆之间有一个很小的间隙，称为气隙。异步电机中的气隙是很小的，中小型异步电机一般为 0.2～2 mm。气隙的大小与均匀程度对异步电动机的参数和运行性能影响很大。气隙大，磁阻大，所需励磁电流较大，励磁电流为无功电流，气隙增大将使电机的功率因数变差，但可以减小谐波磁场，减小附加损耗，改善启动性能。气隙过小，导致电机装配困难。