维修电工：三相异步电动机

三相异步电动机是靠同时接入380V三相交流电源供电的电动机，由于三相异步电动机的转子与定子旋转磁场以相同的方向、不同的转速旋转，存在转差率，所以称为三相异步电动机。三相异步电动机的外形如图1-15所示。

三相异步电动机的定子一般由外壳、定子铁心、定子绕组等部分组成。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。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。异步电动机的转子绕组分为绕线转子与笼型两种，即有分为绕线转子异步电动机与笼型异步电动机。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0.2～1.5mm。三相异步电动机外壳包括机座、端盖、轴承盖、接线盒及吊环等部件。

图1-15 三相异步电动机的外形

1）机座

机座是用铸铁或铸钢浇铸成型，它的作用是保护和固定三相异步电动机的定子绕组。中、小型三相异步电动机的机座还有两个端盖支撑着转子，是三相异步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。

2）端盖

端盖是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。

3）轴承盖

轴承盖是用铸铁或铸钢浇铸成型，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。

4）接线盒

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。

5）吊环

吊环一般是用铸钢制造，安装在机座的上端，用来起吊、搬抬三相异步电动机。

注意：

1）中、小型异步电动机，通常用铸铁机座。对大型电动机，一般采用钢板焊接的机座，整个机座和座式轴承都固定在同一个底板上。

2）结构简单、容易制造、价格低廉、运行可靠、坚固耐用、运行效率较高且具有适用的工作特征。

3）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。

4）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。

1.三相异步电动机的基本工作原理

三相异步电动机的定、转子电路间没有电的直接的联系，它们之间的联系是通过电磁感应关系而实现的。三相对称绕组通过三相对称电流产生圆形旋转磁场。旋转磁场切割转子导体感应电动势和电流。转子载流（有功分量电流）体在磁场作用下受电磁力作用，形成电磁转矩，驱动电动机旋转，将电能转化为机械能。三相异步电动机的工作原理示意图如图1-16所示。

异步电动机的电磁关系与变压器相似，其差别如下：

1）主磁场性质不同，异步电动机为旋转磁场，变压器为脉动磁场。

2）异步电动机空载时E₂≈0，I₂≈0，变压器E₂≠0，I₂=0。

3）由于存在气隙，异步电动机I₀%为20%～30%，而变压器的仅为2%～10%。

4）气隙存在，异步电动机漏抗较变压器的大。

5）异步电动机通常采用短距和分布绕组，计算时需考虑绕组系数，变压器则为整距集中绕组，可认为绕组系数为1。

图1-16 三相异步电动机的工作原理示意图

2.交流绕组的基本知识

（1）极距τ

极距是两个相邻磁极轴线之间沿定子铁心内表面的距离。

（2）线圈节距y

一个线圈的两个有效边之间所跨的距离称为线圈的节距。y=τ的绕组为整距绕组，y＜τ的绕组为短距绕组。

（3）电角度(www.xing528.com)

电动机的极对数为p时，电角度=p×机械角度。

机械角度：电动机转子圆周表面所占的空间几何角度为360°。

从电磁角度看，一对N、S极构成一个磁场周期，即1对极为360°电角度。

（4）槽距角

槽距角为相邻两个槽之间的电角度，即

（5）每极每相槽数

每极每相槽数为每个极域内每相所占的槽数。若电动机槽数为Z，极对数为p，相数为m，则得

q=1的绕组为集中绕组，q＞1的绕组为分布绕组。

（6）相带

每个极面下的导体平均分给各相，则每一相绕组在每个极面下所占的范围用电角度表示时，称为相带。

3.三相异步电动机的主要技术参数

（1）额定功率

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P表示，以千瓦（kW）或瓦（W）为单位。

（2）额定电压

额定电压是指接到电动机绕组上的线电压，用U_N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，电动机难以起动，即使起动后电动机也可能带不动负载，容易烧坏。

（3）额定电流

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I_N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。

（4）额定频率

额定频率是指电动机所接的交流电源每秒内周期变化的次数，用f_N表示。我国规定标准电源频率为50Hz。

（5）额定转速

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n_N表示，一般是略小于对应的同步转速n₁。如n₁=1500r/min，则n_N=1440r/min。

（6）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。

（7）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。

（8）接法

三相电动机定子绕组的联结方法有星形（）和三角形（△）两种。

（9）防护等级

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动机防固体和防水能力。