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电气控制主要动力元件三相异步电机的研究

2018-08-10刘钢

科学与财富 2018年16期

刘钢

摘 要: 在电气系统中,元件是组成这个控制系统的基本,对于机床和一些需要动力元件的设备,电动机是一个必须的设备,本文研究分析了三相异步电机的结构,通过三相异步电机结构分析、三相异步电机工作原理、三相异步电机维护与分析,了解三相异步电机的使用和维护,怎样能使电机更好的运行。

关键词: 三相异步电机结构;三相异步电机工作原理;三相异步电机维护与分析

1.三相异步电机结构

三相异步电动机在机械、建筑等领域的使用率非常大,它的优点在于结构简单、在使用中运行稳定、效率高、市场是普遍、经济性好、维修保养方便,如图1.1。

1—端盖,2—转子,3、5—轴承,

4—定子,6—风扇

图1.1 三相异步电动机实物图

三相异步电动机的结构中定子和转子非常重要,定子的组成是由定子铁心、定子绕组和机座三部分,定子铁心的结构采用导磁性好、铁耗小的材料,原因是减小在使用中交磁场在铁心中的铁耗,结构上由0.5mm的硅铁片叠加而成,在叠加的时候需要进行绝缘处理。

定子绕组是电动机定子的电路部分,它是通过将线圈有规律的进行排列缠绕而成,一些大型电动机需要的绕组层数很多,根据不同规格的需求进行设计。

转子在电动机中的组成是由转子铁心、转子绕组和转轴三部分,转轴是电动机的中心轴,它的材质一般是选取碳钢,能承受转矩。

转子绕组是转子的电路部分,它是通过电路产生电磁,异步电机按照绕组的形式可以分为鼠笼型和绕线型。图1.2为鼠笼型转子。

图1.2 笼型转子

气隙,它是三相异步电机定子和转子之间存在的间隙,这个间隙对电机的性能有影响,为了能使电动机的励磁电流变小,功率因素能提升,气隙需要小一些,但是太小又会影响装配,所以一般将气隙的尺寸控制在0.2~2mm内最佳。

2.三相异步电机工作原理

三相异步电动机在结构上是通过定子和转子两部分组成,定子是带有三相交流绕组,转子是形成一个回路,在定子通过电流之后,会产生磁场,通过切割磁场,产生电动势,由于转子是闭合电路,转子中便会有电流产生,电流方向与电动势方向相同,载流导体在磁场中产生电磁力,方向由左手定则决定,具体的原理图如图2.1。

图2.1 工作原理图

三相异步电动机的转速:

式中:f—供电频率;

P—磁极对数。

一般电动机是不能达到n1转速的,会产生一个转差率S,转速为n,公式如下:

3.三相异步电机维护与分析

三相电动机会存在一些运行时候的故障,主要有以下几点:

(1)非额定电压,电动机在工作的时候,负载是正常状态下,电压降低对电动机的运行是有影响的,这种情况下会使转子的电流增大,转差率会变大,这会使转子功率因数和定子因数降低。

(2)非额定频率,在电动机的工作电网中,电网频率比额定的要高,主磁通会变小,励磁电流也会变小,这时候结构中的定子电流也会随之变小,如果电网频率比额定的要低,相应的主磁通、励磁电流、转子电流都会变大。

(3)电源缺相,电动机断相会影响运行,由于负序分量的存在使电机的运行性能变差,会发生停机的故障。

结论

电动机在电气系统中的作用是为系统提供动力,为设备提供运行的保证,所以电动机的运行平稳直接影响设备的工作状态,三相异步电机在电气系统中的使用率非常高,它的功率范围很广,使用的领域也就变得广泛,在电机的维修和保养中,要定期进行检修,保证电机的运行是设备工作的保证,而了解三相异步电机的结构和工作原理,能更好的发挥它的作用和優点。 参考文献

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[2]邝志坚. 三相异步电机的参数自整定及死区补偿控制系统研究[D].华南理工大学,2016.

[3]单德良. 三相异步电动机单相运行分析[D].青岛大学,2009.

[4]戴良伟. 三相异步电机最优励磁电流矢量控制[D].浙江理工大学,2014.