电动机的基本结构及工作原理

电动机的基本结构及工作原理

交流电机分异步电机和同步电机两大类。异步电机一般作电动机使用，拖动各种生产机械作功。同步电机分分为同步发电机和同步电动机两类。根据使用电源不同，异步电机可分为三相和单相两种型式。

一、异步电动机的基本结构

三相异步电动机由定子和转子两部分组成。因转子结构不同又可分为三相笼型和绕线式电机。

1、三相异步电动机的定子：

定子主要由定子铁心、定子绕组和机座三部分组成。定子的作用是通入三相对称交流电后产生旋转磁场以驱动转子旋转。定子铁心是电动机磁路的一部分，为减少铁心损耗，一般由0.35～0.5mm厚的导磁性能较好的硅钢片叠成圆筒形状，安装在机座内。定子绕组是电动机的电路部分，安嵌安在定子铁心的内圆槽内。定子绕组分单层和双层两种。一般小型异步电机采用单层绕组。大中型异步电动机采用双层绕组。机座是电动机的外壳和支架，用来固定和支撑定子铁心和端盖。

电机的定子绕组一般采用漆包线绕制而成，分三组分布在定子铁心槽内（每组间隔120O），构成对称的三相绕组。三相绕组有6个出线端，其首尾分别用U1、U2；V1、V2；W1、W2表示，连接在电机机壳上的接线盒中，一般3KW以下的电机采用星形接法（Y接），3KW以上的电机采用三角形接法（△接）。当通入电机定子的三相交流电相序改变后，因定子的旋转磁场方向改变，所以电机的转子旋转方向也改变。

2、三相异步电动机的转子：

转子主要由转子铁心、转子绕组和转轴三部分组成。转子的作用是产生感应电动势和感应电流，形成电磁转矩，实现机电能量的转换，从而带动负载机械转动。转子铁心和定子、气隙一起构成电动机的磁路部分。转子铁心也用硅钢片叠压而成，压装在转轴上。气隙是电动机磁路的一部分，它是决定电动机运行质量的一个重要因素。气隙过大将会使励磁电流增大，功率因数降低，电动机的性能变坏；气隙过小，则会使运行时转子铁心和定子铁心发生碰撞。一般中小型三相异步电动机的气隙为0.2～1.0mm，大型三相异步电动机的气隙为1.0～1.5mm。

三相异步电动机的转子绕组结构型式不同，可分为笼型转子和绕线转子两种。笼型转子绕组由嵌在转子铁心槽内的裸导条（铜条或铝条）组成。导条两端分别焊接在两个短接的端环上，形成一个整体。如去掉转子铁心，整个绕组的外形就像一个笼子，由此而得名。中小型电动机的笼型转子一般都采用铸铝转子，即把熔化了的铝浇铸在转子槽内而形成笼型。大型电动机采用铜导条；绕线转子绕组与定子绕组相似，由嵌放在转子铁心槽内的三相对称绕组构成，绕组作星形形联结，三个绕组的尾端连结在一起，三个首端分别接在固定在转轴上且彼此绝缘的三个铜制集电环上，通过电刷与外电路的可变电阻相连，用于起动或调速。

3、三相异步电动机的铭牌：

每台电动机上都有一块铭牌，上面标注了电动机的额定值和基本技术数据。铭牌上的额定值与有关技术数据是正确选择、使用和检修电动机的依据。下面对铭牌中和各数据加以说明：

型号异步电动机的型号主要包括产品代号、设计序号、规格代号和特殊环境代号等。产品代号表示电动机的类型，用汉语拼音大写字母表示；设计序号是指产品设计的顺序，用阿拉伯数字表示；规格代号是用机座中心高、铁心外径、机座号、机座长度、铁心长度和极数等表示。例如：Y2 160 M2-2 额定电压和联结方式额定电压是指加在电动机定子绕组上的线电压有效值，单位为V或KV。联结方式是指电动机在额定电压下，三相定子绕组采用的是Y结还是△接。

额定电流指电动机轴上输出额定功率时，电动机定子绕组中的线电流值，单位为A

额定功率指在额定状态下运行时，电动机机轴上输出的机械功率，单位为W或KW，这里要注意的是额定功率不是指电能功率。

绝缘等级指电动机机定子绕组所用的绝缘材料的等级。电动机所允许的最高工作温度与绝缘材料的绝缘等级有关：

温升温升是指允许电动机绕组温度高出周围环境温度的最大温差。防护等级电动机外壳防护等级的标志，是以字母“IP”和其后面的两位数字表示的。IP后的第一位数字表示第一种防护型式（防尘），共分5个等级，它是指防止人体接触电动机内的带电或转动部分和防止固体异物进入电动

机内部的防护等级。第二个数字代表第二种防护型式（防水）的等级，共分7个等级，是指防止水进入电动机内部程度的防护等级。

4、三相交流异步电动机工作原理：

(1)当三相异步电机接入三相交流电源时，三相定子绕组流过三相对称电流产生的三相磁动势（定子旋转磁动势）并产生旋转磁场。

(2)该旋转磁场与转子导体有相对切割运动,根据电磁感应原理,转子导体产生感应电动势并产生感应电流。

（3）根据电磁力定律，载流的转子导体在磁场中受到电磁力作用，形成电磁转矩，驱动转子旋转，当电动机轴上带机械负载时，便向外输出机械能。电机的转速（转子转速）小于旋转磁场的转速，从而叫为异步电机。它和感应电机基本上是相同的。s=(ns-n)/ns。s为转差率，ns为磁场转速，n为转子转速。

三相异步电动机的转速永远低于旋转磁场的同步转速，使转子和旋转磁场间有相对运动，从而保证转子的闭合导体切割磁力线，感生电流，产生转矩。转速的差异是异步电机运转的必要条件。在额定情况下，转子转速一般比同步转速低2-5%。

电动机的拆装

电动机在使用中因故障检查或日常维护等原因，需进行拆卸与装配。只有掌握正确的拆卸与装配技术，才能保证电动机的修理质量。

1、电动机拆卸前的准备工作

1）准备好拆卸工位与拆卸电动机的专用工具，如拉具、扳手、手锤、

螺丝刀、毛刷、木块等；

2）作好相应记录和标记。在线头、端盖、刷握等处作好标记，记录好联轴器或带轮与端盖之间的相应距离位置。

2电动机的拆卸步骤

1）切断电源后，首先拆除电动机的电源线，并用绝缘胶布包好电源线端头；

2）卸下传动带，拆卸地脚螺栓，将螺母、垫圈等小零件用小盒装好，以免丢失；

3）拆卸带轮或联轴器；

4）卸下风罩和风扇；

5）拆卸轴承和端盖（绕线转子应先提起和拆除电刷、电刷架及引出线）；

6）抽出或吊出转子。

3、电动机主要零件的拆卸方法

1）拆卸带轮（或联轴器）

首先标好带轮的正反面，以免安装时装反；在带轮（或联轴器）的轴伸端作好标记，松下带轮上的压紧螺钉或销子。装好拉马，注意拉马的中心线要对准电动机轴的中心线，转动拉马的丝杆。

2）拆卸轴承盖和端盖

在端盖与机座间作好标记，便于装配时复位。逐个拧松端盖上的坚固螺栓，用螺钉旋具将端盖按对角线一先一后的向外扳撬，把端盖取下。对于较大的电动机因端盖较重，应先把端盖用超重设备吊住，以免拆卸时端盖摔破或碰伤绕组。