异步电机的基本分类和基本结构

异步电机简介

异步电机是一种交流电机，也叫感应电机，主要作电动机使用。异步电机广泛用于工农业生产中，例如机床、水泵、冶金、矿山设备与轻工机械等都用它作为原动机，其容量从几千瓦到几千千瓦。日益普及的家用电器，例如在洗衣机、风扇、电冰箱、空调器中采用单相异步电动机，其容量从几瓦到几千瓦。在航天、计算机等高科技领域，控制电机得到广泛应用。异步电动机也可以作为发电机使用，例如小水电站、风力发电机也可采用异步电机。

异步电机之所以得到广泛应用，主要由于它有如下优点：结构简单、运行可靠、制造容易、价格低廉、坚固耐用，而且有较高的效率和相当好的工作特性。

异步电机主要的缺点是：目前尚不能经济地在较大范围内平滑调速以及它必须从电网吸收滞后的无功功率，虽然异步电动机的交流调速已有长足进展，但成本较高，尚不能广泛使用,在电网负载中，异步电动机所占比重较大，这个滞后的无功功率对电网是一个相当重的负担，它增加了线路损耗、妨碍了有功功率的输出。当负载要求电动机单机容量较大而电网功率因数又较低的情况下，最好采用同步电动机来拖动。

异步电机的基本类型和基本结构

异步电机定子相数有单相、三相两类、三相异步电机转子结构有笼形和绕线式两种，单相异步电机转子都是笼形。异步电机主要由固定不动的定子和旋转的转子两部分组成，定、转子之间有气隙，在定子两端有端盖支撑转子。如下图所示是绕线式异步电动机的结构图。

绕线式异步电动机的结构图

1.定子

异步电机的定子是由定子铁心、定子绕组和机座三部分构成，定子铁心的作用是作为电机磁路的一部分和嵌放定子绕组。为了减少交变磁场在铁心中引起的损耗，铁心一般采用导磁性能良好、比损耗小的0.5mm厚低硅钢片（冲片）叠成，如下图所示。为了嵌放定子绕组，在定子冲片中均匀地冲制若干个形状相同的槽，槽形有三种：半闭口槽、半开口槽、开口槽，如下图所示。半闭口槽适用于小型异步电机，其绕组是用圆导线绕成的。半开口槽适用于低压中型异步电机，其绕组是成型线圈。开口槽适用于高压大中型异步电机，其绕组是用绝缘带包扎并浸漆

处理过的成型线圈。定子铁芯

异步电机定子槽形

定子绕组是电机的电路，其作用是感应电动势、流过电流、实现机电能量转换。定子绕组在槽内部分与铁心间必须可靠绝缘，槽绝缘的材料、厚度由电机耐热等级和工作电压来决定。机座的作用主要是固定和支撑定子铁心，因此要求有足够的机械强度。

2.转子

异步电机的转子由转子铁心、转子绕组和转轴构成。转子铁心是电机磁路的一部分，一般由0.5mm硅钢片冲制后叠压而成，转轴起支撑转子铁心和输出机械转矩的作用，转子绕组的作用是感应电动势、流过电流和产生电磁转矩。其结构型式有两种：笼形和绕线式。

（1）笼形绕组，在转子铁心均匀分布的每个槽内各放置一根导体，在铁心两端放置两个端环分别把所有的导体伸出槽外部分与端环连接起来，如去掉铁心，则剩下了的绕组的形状就像一个松鼠笼子。这种笼形绕组可以用铜条焊接而成，如下图，也可以用铝浇铸而成，如图定子铁芯异步电机定子槽形

笼形转子绕

组笼形铸铝转子

（2）绕线式绕组。绕线式绕组是与定子绕组相似的对称三相绕组。一般接成星形。将三个出线端分别接到转轴上三个滑环上，再通过电刷引出电流。绕线式转子的

特点是可以通过滑环电刷在转子回路中接入附加电阻，以改善电动机的起动性能、调节其转速，其接线示意图如下：笼形转子绕组笼形铸铝转子

绕线转子异步电动机接线示意图

（3）气隙

异步电机定、转子之间气隙很小，对于中小型异步电机，气隙一般为0.2mm~1.5mm。气隙大小对于异步电机的性能影响很大。为了降低电机的空载电流和提高电机的功率，气隙应尽可能小，但气隙太小又可能造成定、转子在运行中发生摩擦，因此异步电机气隙长度应为定、转子在运行中不发生机械摩擦所允许的最小值。