电机实训课程设计.doc

1 课 程 设 计 班级： 姓名： 绪论 电动机是一种电磁感应原理将电能转变为旋转的机械能并输出机械转矩的动力设备。电动机可分为交流电动机和直流电动机两大类。交流电动机是指有交流电源供电将交流电能转变为机械的电动机。根据电动机转速的变化情况，交流电机又可分为同步电动机和异步动电机。同步电机的转速始终与旋转磁场的转速同步，不随所拖动的负载机变化而变化，它主要用于功率较大、转速不要求调节的生产机械（如大型水泵、空气压缩机、矿井通风机等）上面。 第一节 三相异步电动机的工作原理及结构 1.1 结构 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。此外，还有端盖、轴承、接线盒、吊环等其他附件，如图4.1所示。 图3.1 封闭式三相笼型异步电动机结构图 1—轴承；2—前端盖；3—转轴；4—接线盒；5—吊环；6—定子铁心；7—转子；8—定子绕组；9—机座；10—后端盖11—风罩；12—风扇 （2）定子铁心 异步电动机定子铁心是电动机磁路的一部分，由0.35mm～0.5mm厚表面涂有绝缘漆的薄硅钢片叠压而成，如图3.2所示。 a）定子铁心 （b）定子冲片 图3.2 定子铁心及冲片示意图 3）定子绕组 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。 2．转子部分 1）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。 3.4。 ② 笼形绕组 在转子铁心的每一个槽中插入一根铜条，在铜条两端各用一个铜环（称为端环）把导条连接起来，称为铜排转子，如图3.5（a）所示。也可用铸铝的方法，把转子导条和端环风扇叶片用铝液一次浇铸而成，称为铸铝转子，如图3.5（b）所示。100kW以下的异步电动机一般采用铸铝转子。 铜排转子 （b）铸铝转子 图3.5 笼形转子绕组 3．其他部分 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0.2mm～1.5mm。气隙太大，电动机运行时的功率因数降低；气隙太小，使装配困难，运行不可靠，高次谐波磁场增强，从而使附加损耗增加以及使启动性能变差。 3.1.2 工作原理 1．三相交流电机的旋转磁场 三相异步电动机转子之所以会旋转、实现能量转换，是因为转子气隙内有一个旋转磁场。下面来讨论旋转磁场的产生。 如图3.6所示，U1U2, V1V2, W1W2为三相定子绕组，在空间彼此相隔120°，接成Y形。三相绕组的首端U1, V1, W1接在三相对称电源上，有三相对称电流通过三相绕组。设电源的相序为U, V, W, 的初相角为零，如图4.6波形图所示。 图3.6 三相交流电流波形图 设 、 为了分析方便，假设电流为正值时，在绕组中从始端流向末端，电流为负值时，在绕组中从末端流向首端。 当的瞬间， =0， 为负值， 为正值，根据”右手螺旋定则”，三相电流所产生的磁场叠加的结果，便形成一个合成磁场，如图3.7（a）所示，可见此时的合成磁场是一对磁极（即二极），右边是N极，左边是S极。 空间120度 对称分布的三相绕组通过三相对称的交流电流时，产生的合成磁场为极对数p=1的空间旋转磁场，每电源周期旋转一周，即两个极距； 应用同样的方法，可以得出如下结论：当 时，合成磁场就转过了180°，如图3.6（c）所示；当 时合成磁场方向旋转了300°，如图3.6（d）所示；当 时合成磁场旋转了360°，即转1周，如图3.6（a）所示。 由此可见，对称三相电流 分别通入对称三相绕组U1U2, V1V2, W1W2中所形成的合成磁场，是一个随时间变化的旋转磁场。 以上分析的是电动机产生一对磁极时的情况，当定子绕组连接形成的是两对磁极时，运用相同的方