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關于三相異步電機的工作原理和分類

  工業領域最常見的動力來源就是電機，WitExpert系統通過在設備電機振動源附近加裝MEMS振動傳感器在線連續采集振動信號，實現狀態監測。本文簡單介紹一下三相異步電機的工作原理和分類，方便大家理解振動分析在電機上的應用。

  1、基本構成：

  三相異步電動機主要由兩部分組成：定子(固定部分)和轉子(旋轉部分)，根據轉子構造的不同，又分為籠形和繞線形兩種形式的三相異步電動機。籠形轉子繞組做成鼠籠狀，在轉子鐵芯的槽中放置銅條或鋁條，兩端用端環連接。繞線形三相異步電動機的轉子繞組是三相繞組，它可以連接成Y形或△形，轉子繞組的三條引線分別接到三個滑環上，用一套電刷裝置引出來，這就可以把靜止的外接電路串聯到轉子繞組回路里，其目的是改善電動機的特性或為了調速。

圖1 異步電機結構示意圖

  2、工作原理：

  三相異步電動機的定子線圈繞組接三相交流電后，電動機內便形成圓形旋轉磁場。如果將三相定子繞組作不同的安排，就可產生多對磁極對數的旋轉磁場。對于電流頻率為f1、旋轉磁場具有p對磁極對數情況，旋轉磁場的轉速n0，又稱同步轉速，為：n0=60f1/p

  當工頻f1= 50Hz，對應于磁極對數p為2和4時，旋轉磁場的轉速no分別為1500r/min和750r/min。

  三相異步電動機轉子轉動原理如圖2所示，其中，N和S表示兩極旋轉磁場，轉子中只表示出兩根銅或鋁導條。當旋轉磁場向順時針方向旋轉時，相對于磁極，轉子導條向逆時針方向旋轉并切割磁通，導條中就感應出電動勢。在電動勢的作用下，閉合的導條中產生電流;電流與旋轉磁場相互作用，使轉子導條受到電磁力F，并由此產生電磁轉矩而使轉子轉動。轉子轉動的方向和磁極旋轉的方向相同。

  圖2 電動機轉子轉動原理

  根據轉子型式分為繞線式電機與鼠籠式電機

  鼠籠式電機轉子繞組由插入轉子槽中的多根導條和兩個環行的端環組成，如果去掉轉子鐵心，整個繞組的外形像一個鼠籠，故稱籠型繞組。中小型轉子一般采用鑄鋁方式。

  繞線式轉子的繞組和定子繞組相似，中型電動機多采用雙層繞組，三相繞組連接成星形，三根端線連接到裝在轉軸上的三個銅(或鋼)滑環上，通過電刷與外電路相連接。

  啟動方式區別：

  鼠籠式電機是通過改變定子電壓實行減壓啟動，常用方法星角轉換啟動，自耦減壓啟動等。

  繞線式電機是通過改變轉子電阻進行啟動，屬于全壓啟動，常用方法液阻啟動，頻敏啟動等。

  應用場合：

  繞線式電機啟動轉矩相對較大，適用于對啟動轉矩要求比較大的機械設備(如果在啟動轉矩要求比較大的機械設備，如果適用鼠籠式電機提供動力，非但無法啟動，還可能會燒壞電機)鼠籠式轉子用銅條安裝在轉子鐵芯槽內，兩端用端環焊接，形狀像鼠籠。中小型轉子一般采用鑄鋁方式。

  鼠籠式電機結構簡單、價格低,控制電機運行也相對簡單,所以得到廣泛采用.而繞線式電動機結構復雜，價格高,控制電機運行也相對復雜一些,其應用相對要少一些.但繞線式電動機因為其啟動,運行的力矩較大,一般用在重載負荷中.