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为什么电机定子和转子不是一体的而是一体的?

由于三相和单相异步电动机都利用电磁感应原理,通过旋转磁场的耦合将电能从定子传递到转子,并作为旋转机械输出机械能。它与变压器有很多相似之处,因此变压器的一些分析方法也适用于分析其定子和转子。

★ 交流电中的涡流存在于电力变压器、三相交流感应电动机、发电机等设备中。涡流虽然看不见,但确实存在。

原料-东春

任何利用电磁感应原理的电气设备都会受到涡流的影响,涡流主要影响交流电路中电能的利用率。这是因为涡流可以产生焦耳热,产生的热量与电流的平方成正比。对于电动机、发电机、变压器等应用,这种热量产生通常会导致电能浪费。例如,在三相交流电机中,由于定子线圈和转子旋转部分利用气隙在它们之间传递感应电动势,如果它们之间的空间太大,则电机的空载工作电流将会增加。如果不加以控制,可能会导致严重过热并烧毁定子线圈。这是由于涡流过大造成的。

★ 交流涡流是指在交流磁场作用下,附在交流线圈上的磁芯因电磁感应而有磁力线穿过其(或硅钢片)的现象。当有磁力线穿过硅钢片的同时,电流将通过线圈中的闭环导体。在垂直于这些磁力线的平面上产生感应电流,自动形成闭环(即涡流)。因此,它们被称为涡流。任何其电导率随磁场方向或强度而变化的物质都可以产生涡流。涡流的大小与磁场的大小和磁链面积的变化成正比,而与电阻率成反比(参见楞次定律)。

此外,由于硅钢片铁心内存在一定的电阻,它们的存在会导致发热,并因涡流流动而损失部分电能。因此,制造电机时,定子和转子之间必须留有适当的间隙;间隙过大是行不通的。

三相异步交流电动机的结构

三相异步交流电动机的主要部件如下图所示:

它由两个主要部分组成:定子和转子。

一、定子

定子是指电机的静止部分。主要由机座、定子铁心、端盖、定子三相对称绕组等组成。机座通常由铸铁或铸钢制成。定子铁芯被压入机座中。定子铁芯是电机磁路的一部分。为了减少铁损,由0.5mm厚的硅钢片叠成圆形,压入机座内。

铁心内圆周N上有若干个均匀分布的槽,用于嵌入定子的三相绕组。小型电机的绕组一般采用漆包线。异步电动机每相绕组有六个输出端子,U1、V1、W1分别代表其起始端,U2、V2、W2分别代表其终止端;通常从机座顶部的接线盒引出。三相对称绕组根据线电压和额定电压可采用星形或三角形连接;例如,线电压为380V,而电机线圈组的额定相电压为220V,则绕组必须采用星形连接;如果线圈组的额定电压为380V,则绕组必须按三角形连接,如下所示:

首先,这确保了每相绕组在其额定电压下工作。接线盒内各相绕组出线端的布置有一定的规则。

二、转子

转子是电机的旋转部分,由轴、转子铁芯、转子绕组和风扇组成。

转子铁芯也是由0.5mm厚的硅钢片叠成圆筒,轴压在中间。其外圆表面有若干均匀分布的槽,转子绕组放置在槽内。根据转子绕组结构形式的不同,异步电动机可分为鼠笼式和绕线式两种。

鼠笼式:将裸铜排插入转子铁芯上的槽中,两端焊接两个铜环(也称端环)。由于其形状与鼠笼相似,故称为鼠笼电机。

为了节省铜材,目前100kW以下的鼠笼式电机,其转子一般采用铸铝转子。铸铝转子采用压力铸造或离心铸造方法将铝熔化,并在铸造过程中将其连同两端环和内部风扇一起倒入转子铁芯上的槽中。这简化了制造工艺,同时降低了电机成本。

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