交流感应电动机的解剖

交流感应电动机通常被称为工业电动机的“主力”,为用户提供简单,坚固的结构和易于维护。这些因素促进了标准化的电机设计和制造基础设施的发展,从而在全球范围内建立了庞大的安装基础。

通过弗兰克·j·巴托斯 一九九九年十二月一日

交流感应电动机通常被称为工业电动机的“主力”,为用户提供简单,坚固的结构和易于维护。这些因素促进了标准化的电机设计和制造基础设施的发展,从而在全球范围内建立了庞大的安装基础。具有成本效益的定价是另一个优势。

交流感应电动机由两个基本组件组成定子转子并且类似于具有旋转次级的交流变压器。定子结构由钢片(或冲压件)组成,其形状形成极点,周围缠绕着铜线圈。这些主要的绕组连接到电压源,并由电压源激励,以产生旋转磁场。相隔120度的三相绕组在工业上很流行。

转子(或旋转)二次)是钢轴芯上的另一个层压组件。叶片外围的径向槽内装有转子棒——铸铝或铜导体,一端短路,与轴平行(见图)。转子杆的安排,看完,看起来像一个'松鼠笼',因此口语参考:松鼠笼感应电动机。

电动机的名称来自于定子中产生的旋转磁通量“感应”到转子中的交流电。电机转矩是由转子棒内电流与定子旋转磁场相互作用产生的。

同步和实际速度

磁场在同步的速度,V年代-电机的理论最高速度,这将导致没有扭矩输出。在实际运行中,转子转速总是滞后于磁场的速度,使转子棒切断磁力线并产生有用的转矩。这个速度差叫做滑动速度。典型滑移值范围为2-5%V年代在运行速度,但可以在电机启动时大。滑差也随着负载的增加而增加,因此为了精确控制速度,需要闭环控制或反馈。

在方程形式中,V年代=120 (f / p),在那里f是供电频率和p是极点的个数。因此,对于具有4极和3%滑差的60 hz电机,V年代= 1800转/分和实际转速;V一个= 1746 rpm。其他常见的同步速度(也就是基地的速度)分别是600、900、1200和3600转。对于50hz电机,V年代具有相对较低的值。旋转磁场的方向和相电压的激活顺序决定了电机的旋转方向。

感应电机的尺寸范围非常广,从非常小的单位到数百千瓦,甚至数千千瓦的定制设计。一些常用的输入电压有230v、460v和575v,用于60hz的工作(50hz额定的设备可达690v)。

设计、施工品种

标准化的电机设计已经发展基于这样的电机特性,如电流,扭矩和滑移。例如NEMA(国家电气制造商协会)设计A, B, C和D电机类型。(见CE, 1998年7月,第91-99页www.globalelove.com,欲知详情。)为欧洲和国际市场制造的iec式感应电机也可供选择。

电机框架可以是铸铁、轧钢、铸铝等。可变转矩指用于接近零至基本转速运行的电机。恒转矩电机在特定的速度范围内提供全扭矩,例如4:1或10:1,甚至在特殊冷却下可以达到1000:1。外壳品种包括ODP(开放式防滴),TENV(全封闭,不通风)和TEFC(全封闭,风扇冷却)。

其他设计品种包括采用更高质量的电气材料和更高等级的磁线绝缘的优质电机。

作者信息
Frank J. Bartos,执行编辑fbartos@cahners.com