异步电机有哪几种结构?
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简述异步电机的典型结构特点

 
    今天津驰小编为大家简述异步电机的典型结构特点。
    由于用途十分广泛,电机的品种、系列和规格很多,结构也有多种形式。但无论哪一类电机,结构上都是由固定、转动和过渡三大部分所组成。其中固定部分通常称为定子,转动部分称为转子,过渡部分包括电气过渡(如集电环、换向器与电刷机构)和机械过渡(如端盖和轴承)。固定与转动部分中主要是铁心和绕组,其次就是作为机械支撑或固紧用的结构部件。
 
封闭式电机的结构
    以普通B3安装电机为例,电机的基本特征是:卧式、机座带底脚、有两个端盖轴承、单轴伸(根据需要也可制成双轴伸)、带内外风扇。机座为铸铁件,表面带有散热筋,用以扩大散热面积,改善冷却条件。机座顶部有起吊用的吊环螺钉,底部有两个小圆孔,供泄出冷凝水用。从传动端看,机座右侧有一方形出线盒,用来引入电源线。机座内腔呈圆筒形,无纵筋,这样它和定子铁心接触良好,有利于散热。
 
    定子铁心用扣片在其外圆处的燕尾槽中将其沿轴向固紧,结构简单,又使铁心外圆几乎和机座内圆全部接触,有利于散热。这种结构可采用外压装工艺。
 
    铝的笼型转子用热套与轴配合(也可将转轴滚花后采用冷压装配),端环和内风扇的叶片形成整体,使工艺简化和可靠性提高。在端环上还铸有若干校平衡时放置平衡块用的小柱。内风扇的作用是使机内热风加速循环,以便更好地与机座和端盖交换热量。外风扇采用径向离心式风扇,用铝或塑料制成,风罩用螺钉固定于机座上。
 
    前后端盖相同,轴承为单列向心球轴承。
 
防护式电机结构
    此电机的基本特征是;机座带底脚、有两个端盖轴承,一般采用两侧对称的径向通风系统(一般为自通风,根据需要也可制成管道通风),铁心中有通风道。机座系铸铁件,内圆处有纵筋,以便和铁心外圆间形成通风道。对于大规格电机,因重量较重,故机座顶部有两个吊环螺钉。从传动端看,出线盒在机座右侧的正中。大规格电机定子铁心采用内压装结构,即冲片直接在机座内进行叠压。叠成后,沿轴向用压圈和弧形健固紧。
 
    3千伏和6千伏电机的定子铁心采用开口槽,500伏以下则采用半开口或半闭口槽。定子线圈端部用间隔垫片绑绳扎紧,或用涤纶护套玻璃丝绳绑扎。转速较高的电机,定子线圈端部还用包以绝缘的端箍加固,以增强承受起动时冲击电流产生的电磁力的能力。
 
    转子铁心直接套于轴上,利用平键和环形键进行周向与轴向固定。轭部具有轴向通风道,以利冷却;当电机容量较大时,转子铁心常装于支架上,铁心和支架的筋、载之间留有足够的轴向通风道。转子铁心两端各有一个压圈(压圈用弧形键固定于支架上),用来沿轴向把铁心固紧和支承线圈端部,其上并开有放置平衡块的沟槽。
 
    转子采用双层波绕组,以半成型的包有绝缘的铜排(称为半组式线圈)穿入半闭口槽,弯形后进行连接;除了斜导体(也称为跳层线圈)所在槽外,一般每槽有两根导体。线圈端部用无纬玻璃丝带扎紧。转子绕组的引出线用电缆通过转轴中心孔从非传动端穿出,再接至集电环上。这样可缩短轴承间的距离,减小轴的挠度。在转子半组式线圈端头的连接用并头套上,装有若干风叶,沿圆周等距分布,作为风扇。
 
    集电环和电刷装置用防护罩保护。起动时电刷与集电环接触,以便外接起动电阻;起动完毕后,将手柄扳至运行位置,电刷和集电环分高,同时借短路环将三个集电环短路。有些绕线式电机无举刷装置,这时电刷始终和集电环接触,运行时机械损耗及电刷磨损增大,但电机结构较为简单。
 
    为了防止空气形成局部循环,在端盖内侧装有挡风板。借助于转子绕组两端的风叶和转子铁心径向风道片产生的风压作用,冷却空气自两侧端盖下方的进风孔进入电机后,一部分空气吹过定子绕组端部而进入铁心背部,另一部分则经过转子和定子铁心中的径向通风道后进入背部,然后都汇集由机座下部的出风孔逸出。
 
    由于传动端的负荷较大,故该处采用单列向心短圆柱滚子轴承。非传动端采用单列向心球轴承。滚子轴承还能自动适应因冷热变化造成的转轴伸缩及零部件允许的加工和装配偏差引起的轴向窜动。为便于装拆,并在装拆和检修时保持轴承清洁,两个轴承均采用轴承套。
 
箱型结构电机
    这是近年来新发展起来且颇有前途的一种结构型式,目前国外在交、直流电机中均已广泛应用,特别是在中大型异步电机中。
 
    箱型电机的主要部件有外罩、底座、定子、转子和轴承等。外罩因不承受任何载荷,故结构轻巧,它可以是整体的,也可由上下两部分组成。通常,对于分半外罩,同一机座号电机的外罩下半部分都相同,但外罩上半部分则随电机防护型式和冷却方式的不同而不同。底座因要承受整个电机的重量和有关作用力,故要求具有较高的强度。电机轴承根据情况可采用滚动轴承或滑动轴承,轴承座在轴中心高处分成上下两半,以便于拆卸。
 
    箱型结构的优点主要有(1)零部件的通用性很高(例如底座、铁心、轴承座等均可通用)。(2)仅仅采用不同的外罩,就可很方便地派生出防护型式和冷却方式不同的电机,容易实现标准化。(3)定子铁心采用外压装,因此可使定子铁心压装、下线、浸渍和底座、外罩的加工同时进行,缩短了生产周期;而且便于采用整体真空、压力浸渍工艺,提高绝缘质量。(4)机械加工量少,气隙均匀度高,下线方便,拆卸容易。
 
    七十年代起,我国也已在中型异步电机中开始采用这种结构,但还存在一些需要进一步研究解决的问题。例如:目前存在总装时调气隙和不调气隙两种结构,究竟采用何者较好,还需研究解决。前者机械加工较简单,但总装工作量大;后者则机械加工工作量不一定比普通结构的少,而且需要一些专用机床。其次,采用箱式结构后,铸铁件少而钢板用量增加。此外,就制造总工时看,对高压电机有显著减少,但对低压电机则反而有所增加等等。
 
电机结构型式归纳
    结构设计和机械计算是电机设计的一个组成部分,它主要在电磁设计完成后进行,其目的是解决机械部分的设计问题,对它的要求是从结构上来保证电机性能、制造时的经济合理性和运行可靠性等。不夸张地讲,结构设计是电机设计的半壁江山。
 
    从电机的进一步发展来看,除了采用新技术、新材料、新工艺外,很重要的一个环节就是进行结构改进。例如原12系列中6号机座、4极、17千瓦的防护式异步电机,在绝缘结构、耐热等级不变的情况下,采取了改进通风结构和某些工艺措施,再挖掘原有潜力后,功率可提高到37千瓦。;美国西屋公司采用箱型结构后,仅用30种机座(对应于六个机座号),即可代替过去450种机座,大大提高了标准化和通用化的程度。
 
电机基本结构型式介绍
●总体结构分类
    影响电机总体结构的因素很多,例如电机的类别、运行条件、原动机或被传动机械的种类及传动方式、电机的容量与转速、冷却方式、防护型式、轴承型式和数目、安装方式等等。
 
    在确定电机的总体结构时,必须根据技术条件或相关技术文件要求,结合具体情况来进行。总体结构应符合各有关国家标准的规定。电机的总体结构可有不同的分类方法,下面简单介绍按通风冷却系统、防护型式和安装结构型式来进行分类。
 
● 按通风冷却系统分类
    空冷有自冷、自扇冷,他扇冷、管道通风、自由循环通风、封闭循环通风等多种型式,采用其它冷却介质(氢、水等)时,从总体结构上看,通常都是封闭循环系统。
 
●按防护型式分类
    按防护型式的不同,可将电机分成许多类型,我国目前比较主要的防护型式有开启、防护、封闭、防爆、防水、水密、潜水、潜油等数种。
 
    (1)开启式电机的结构特点是其带电和转动部分无专门的保护装置。这种结构常用于卧式,低速的中大型直流电机和凸极同步电机,以及低电压大电流直流电机中,一般要求环境比较洁净。
 
    (2)防护式电机的机壳结构对于电机内带电部分和转动部分有必要的机械保护,以防止意外接触,但这种保护并不显著妨碍电机的通风。根据通风口防护结构的不同,它又可细分为罩式、防滴式和防溅式三种。用铁丝网或多孔金属薄板遮盖通风口,使直径大于15毫米的物不能接触到电机的带电和转动部分的称为网罩式;能防止垂直下落的液体或固体直接进电机内部的称为防滴式;能防止与垂直线成100°角范围内任何方向的液体或固体进入电机部的称为防溅式。防护式结构适用于使用场所对电机无特殊要求的情况。
 
    (3)封闭式电机的机座和端盖能阻止电机内外空气自由交换,但并不要求完全密封。它可以防护来自任何方向的液体和异物进入电机内部。这种结构适于安装在多尘或露天(但气候不异常)场合的电机中。
 
    (4)防爆式(也称隔爆式)电机的外形与封闭式电机的类似,但其机座和端盖具有较高的机械强度,能承受爆炸性气体在电机内部产生的爆炸力,而且凡沟通电机内外的各金属接缝面均具有足够的长度,以阻止爆炸时电机内部的高温气体迅速传递到电机外部。它的所有螺帽都不允许外露,并设有锁紧装置。这种结构主要应用于煤矿和化工等企业中使用的电机。
 
    (5)防水式电机的机壳结构能阻止具有一定压力的水进入电机内部。常用的检查标准是:用直径为25毫米的喷嘴,在距电机2米处以压力为4米水柱;或距电机3米处以压力为10米水柱的水从各个方向喷射电机,历时15分钟,水不得进入电机内部。
 
    (6)水密式电机,当其于静止状态浸没在10米深的水中历时30分钟以内,机壳结构能阻止水进入电机内部。
 
    (7)潜水(油)式电机在规定的水(油)压下,能长期在水(油)中运行。
 
● 按安装结构型式分类
    国家标准规定,对于一般用途的电机,根据安装结构型式,可分为表多个类型,每类又分为若干组。如:(1)两个端盖式轴承,机座带底脚;(2)机座带底脚,且一个端盖带大凸缘;(3)机座无底脚,传动端的端盖具有大凸缘,又有卧式和立式两种;(4)无机座与底脚,但有两个端盖式轴承,电机必须附装于其他设备上;(5)两个端盖式轴承和一个座式轴承等等。具体的结构和实际用途将会在后续的推文中具体介绍。