高压异步电动机结构原理

异步电动机介绍技术部2011-09异步电动机分类按定子绕组相数分单相、两相、三相异步电动机按转子结构分绕线型、鼠笼型异步电动机鼠笼型异步电动机又可分为：单鼠笼、双鼠笼、深槽异步电动机异步电动机用途（1）异步电机的用途用于拖动各种生产机械，功率范围从几十瓦～数千千瓦，应用范围非常广泛。工业：机床、风机、泵、压缩机、矿山机械、轻工机械等；农业：水泵、脱粒机、粉碎机、加工机械等；民用：电风扇、洗衣机、电冰箱、空调等。（2）异步电动机的特点优点♦结构简单、容易制造、成本较低、坚固耐用、运行可靠（鼠笼型）；♦运行效率较高，具有适用的工作特性。缺点♦功率因数总小于1（从电网吸收感性无功功率）；♦调速性能不如直流电动机。三相异步电动机基本工作原理异步电动机结构绕线型绕组的联结方式转子绕线型绕组通常采用Y联结三相异步电动机的定子与转子之间的空气隙，一般仅为1.2mm～5mm。气隙太大，电动机运行时的功率因数降低。气隙太小，使装配困难，运行不可靠，高次谐波磁场增强，从而使附加损耗增加以及使启动性能变差。•定转子铁心与内风扇组成内风路，把电机内部热量带给冷却器钢管外圆•风罩与外风扇共同组成外风路，将热量从冷却器钢管内圆带走。我厂三相异步电动机风路图解定子铁心由0.5mm表面涂有绝缘漆的硅钢片叠压而成，由于硅钢片较薄而且片与片之间是绝缘的，可减少铁心涡流损耗。（a）定子铁心（b）定子冲片定子铁心及冲片示意图50W35050W40050W470异步电动机主要构件定子绕组线圈由绝缘铜导线绕制。3M43-F云母导线“N”，“弓”形带绕组定子铁心VPI浸漆•三相异步电动机转子铁心电机主要零部件-空水冷却器中性点出线盒主出线盒电机轴承结构电机轴承结构的选择和设计对整台电机非常重要。.主要有滚动和滑动轴承两种.滑动轴承一般用在（大型）电机高速场合分为自润滑和强迫油循环（带稀油站）.滚动轴承在（内径+外径）*n/250万时不适合用脂润滑.润滑失效；加油（脂）周期应用于电动机的一些仪表（停机）加热器作用防潮单相/三相功率PT100单支/双支两线/三线/四线制双金属表盘式温度计三相异步机铭牌与技术数据1.型号YRKK630-10极数(p=10)同步转速600转/分异步电动机产品名称代号中心高UVWWVUY接法接法2.常见电动机接法3.额定电压：定子绕组在指定接法下应加的线电压.线电压U1W2V1V2U2W1线电压UVW例：10000/6000Y/是指：线电压为10000V时采用Y接法；当线电压为6000V时采用接法。5.额定电流：定子绕组在指定接法下的线电流。UVW4.额定功率：额定功率指电机在额定运行时轴上输出的功率（），不等于从电源吸收的功率（）。两者的关系为：2P1P12PPCOSIUPNN31其中COSIUPNN32大中型异步动电机效率=90－96%额定负载时一般为0.7~0.9，空载时功率因数很低约为0.2~0.3。额定负载时，功率因数最大。注意：实用中应选择合适容量的电机，防止“大马”拉“小车”的现象。5.功率因数(cos1)：P2PNcos1（1）连续连续工作状态是指电动机带额定负载运行时，运行时间很长，电动机的温升可以达到稳态温升的工作方式,用S1表示。6．定额定额是指三相电动机的运转状态，即允许连续使用的时间，分为连续、短时、周期断续三种（2）短时短时工作状态是指电动机带额定负载运行时，运行时间很短，使电动机的温升达不到稳态温升；停机时间很长，使电动机的温升可以降到零的工作方式。（3）周期断续周期断续工作状态是指电动机带额定负载运行时，运行时间很短，使电动机的温升达不到稳态温升；停止时间也很短，使电动机的温升降不到零，工作周期小于10min的工作方式。绝缘等级是指三相电动机所采用的绝缘材料的耐热能力，它表明三相电动机允许的最高工作温度。7．绝缘等级常将电机的绝缘系统按极限温度分为若干耐热等级：A,E,B,F,H。它们分别代表绝缘材料的最高温度为：105℃，120℃，130℃，155℃，180℃。上面铭牌中的绝缘等级为F级，表示其最高工作温度为155℃。绕组和轴承的温升和温度限值：电阻法RTD法绕组B级温升限值80K（R法）90K（RTD）电机温升AΔ有直接关系电机总损耗冷却效果防护等级表示三相电动机外壳的防护等级，其中IP是防护等级标志符号，其后面的两位数字分别表示电机防固体和防水能力。数字越大，防护能力越强，如IP44中第一位数字“4”表示电机能防止直径或厚度大于1毫米的固体进入电机内壳。第二位数字“4”表示能承受任何方向的溅水。8．防护等级防护等级（常用）第一位数字表示2防护大于12mm固体3防护大于2.5mm固体4防护大于1mm固体5防尘电机第二位数字表示2防滴（垂直15°）3防淋水（60°）4防溅水5防喷水IP55IP54IP44IP239．冷却方式（IC）冷却方式是根据冷却回路布置和冷却介质运动的推动方法来分类异步电机通常采用以下冷却方式：IC01自然通风IC06强迫通风IC411/416筋外冷/强迫TEFC/TEBCIC81W空水冷TEAWCIC86W空水冷冷却器外带独立鼓风机IC611空空冷TEAACIC616空空冷外风路带独立鼓风机IC666空空冷内、外风路均带独立鼓风机10．安装型式（IM）卧式异步电机最常见的结构安装型式是IMB3立式异步电机最常见的结构安装型式是IMV111.保证值效率：-0.1（1-η）功率因数：-（1-cosφ）/6(0.02~0.07)起动电流：+20%起动转矩：-15%最大转矩：-10%设计值---实测值（实验值）---保证值三相异步电机的起动stI起动电流：三相异步电机起动电流为额定电流的4.5~7倍。0n定子电流原因：起动时，转子导条切割磁力线速度很大。转子感应电势转子电流大电流使电网电压降低影响其他负载频繁起动时造成热量积累电机过热影响：测试题1.异步电动机铭牌上的各项内容有什么意义？电动机在什么情况下运行最有利？2.鼠笼异步电动机能代替绕线型异步电动机使用吗？为什么？测试题1.异步电动机铭牌上的各项内容有什么意义？电动机在什么情况下运行最有利？2.鼠笼异步电动机能代替绕线型异步电动机使用吗？为什么？测试题解析1.任何一台异步电动机在它的机座上都钉有一块不锈钢制标牌，称为电动机铭牌。它简要地记载着电动机制造厂的规定的电动机运行条件。我们要想正确的使用、检查和修理电机，必须首先搞清楚铭牌上的记载的各项内容及其意义，否则就无法使用。例如不知道这台电动机该接多高电压的电源，能拖动多大负载，应该怎样接线等等。而盲目使用，往往造成事故，甚至烧毁电动机。现以YKK630异步电动机的铭牌（图1）为例来加以说明。•1、型号•型号是表示电动机的类型、结构、规格及性能等特点的代号，如YKK630-10，表示Y系列三相封闭型空-空冷却的鼠笼型异步电动机，中心高630mm，是10极的电动机。•2、功率•铭牌上注明的功率为电动机额定功率，是表明该电动机的长期使用时的负载能力。电动机功率单位通常用“千瓦”表示，也有用“马力”表示的。“千瓦”和“马力”之间的关系为：•马力=0.736千瓦•千瓦=1.36马力•应该指出：铭牌所标的功率是电动机输出功率。“900千瓦”表示能带动900千瓦的机械工作。使用时要特别注意配套，即电动机与所带机械的功率是否符合。如果电动机功率与所带机械功率小，即经常过载工作，就如小马拉大车，负载过量，使电动机过热受损坏。如果电动机功率比所机械功率大得多，即经常轻载工作，就如大马拉小车，电动机并未发挥应有作用，很不经济。•3、电压、电流•铭牌上注明的电压和电流是指额定电压和额定电流。•额定电压是指电动机在额定运行时，定子绕组应接的线电压（端电压），电源线电压应等于电动机额定电压，电源电压过高、过低都会使电动机过热而损坏。•额定电流是指电动机外接额定电压，输出额定功率时，电动机定子绕组中的线电流。也是电动机最大安全电流。若因过载使得电流超过铭牌上规定值，电动机就会过热。•4、接线和接线标牌•铭牌上注明的接线方式都是电动机内部接线，高压电机一般都是星型接法。出线盒中一般都是三个出线端子，外接电缆线不容易接错。小型低电压机，特别是Y-△起动的电动机出线盒有六个出线盒端子，外接电缆线要严格按照接线标牌，以免接错造成电机损坏。•5、定额•定额表示电动机允许的持续运行时间。如果铭牌上标题有“S1”，表示这台电机可以在输出额定功率情况下连续使用，不会使绕组过热。如果铭牌上标有“S2”，表明电机只能短时工作，如果连续使用，电动机绕组将会过热、烧坏。•6、频率•这时指额定频率。铭牌注明50赫兹。表明该电动机应接到频率为50赫兹的交流电源上。国外许多国家是采用60赫兹。•7、转速•它是指电动机额定转速。当电源电压为额定电压，频率为额定频率，电动机输出为额定功率时，电动机每分钟的转速就是它的额定转速。一般异步电动机的额定转速比旋转磁场转速（也称同步转速）低2%-5%•8、出品号•电动机的出品号和人的姓名的作用相似。同一规格的许多电动机，由于不同的出品号。分别记载各台电动机试验结果和使用情况。用户可根据出品号到制造去查阅技术档案。•9、冷却方式、安装方式、防护等级•分别说明电动机冷却方式，如IC611是指空-空冷却，IC81W是指空-水冷却。安装方式，如IMB3是指卧式安装，IMV1是指立式安装。防护等级，正如前后所讲的电动机防固体和防水的能力。•10、绝缘等级•电动机铭牌上标有电动机的绝缘等级。实际上是指电动机温升的规定值，温升是检查电动机运行是否正常的重要标志。•电动机温升是指在规定的环境温度下（根据国家标准规定，环境温度为40℃）电动机绕组高出环境温度的数值。比如在铭牌上绝缘等级为“F级”，表明环境温度为40℃时，绕组的温升不能超过105K,也就是说绕组的温度不能超过105+40=145℃。•一般情况下，电动机运行到4-5小时后，电动机温升即达到稳定值。若继续运转，温度不再上升，这时可测定电动机的温升值。•按上述分析可知，电动机在额定电压和额定频率下，带额定负载运行最安全、可靠，经济性最好。这样电动机运行的效率和功率因数最高。温升也在控制的范围内。因此，选用电动机时应使电动机的功率与负载相当，使电动机经常在额定负载下运行为最有利。2.不能。•因为鼠笼型异步电动机转子端环在电机内部已短接，电机的堵转电流倍数在6倍左右，且堵转转矩也不大，启动时间很快，不能满足绕线电机的绝大部分工况和电网条件很差的环境。•而绕线型异步电动机的转子有滑环装置，外接电阻可以接到滑环上，通过外接电阻可以将电动机的起动电流控制在1.5-2倍左右，由于外接电阻可以是水电阻，也可以是金属电阻，都可以在电机外面冷却，冷却效果好，可适当的延长起动时间，可以拖动转矩很大的负载。所以鼠笼型异步电动机是不能代替绕线形异步电机的2011-09-15