三相异步电动机的基本结构及运行详细分析(2)

三、异步电动机的铭牌和额定值

每台异步电动机机壳上都装有铭牌，把它的运行额定值印刻在上面，如图9-6所示。

三相异步电动机 型号Y-112M-4 4.0kW 380kV 1440r/min 防护等级IP44 工作制SI 编号 8.8A LW82dB 50Hz B级绝缘 电机厂 图9-6 三相异步电动机铭牌

接法? 标准编号 45kg 年月 电机按铭牌上所规定的条件运行时，就称为电机的额定运行状态。根据国家标准规定，异步电动机的额定值主要有：

（1）额定功率PN：指电动机在制造厂（铭牌）所规定额定运行状态下运行时，轴端输出的机械功率，单位为W或kW。

（2）定子额定电压UN：指电动机在额定状态下运行时，定子绕组应加的线电压，单位为V或kV。

（3）定子额定电流IN：指电动机在额定电压下运行，输出额定功率时，流人定子绕组的电流，单位为A。

对三相异步电动机，额定功率为：

PN?3UNIN?Ncos?N （9-1） 式中?N——额定运行时异步电动机的效率；

cos?N——额定运行时异步电动机的功率因数。

（4）额定转速nN：指电动机在额定状态下运行时，转子的转速，单位为r/min。

（5）额定频率 fN：我国工频为 50HZ。

除上述数据外，铭牌上有时还标明定子相数和绕组接法、额定运行时电机的

功率因数、效率、温升或绝缘等级、定额等。对绕线转子异步电机还标出定子加额定电压、转子开路时集电环间的转子电压和转子的额定电流等数据。下面对绕组接法、温升和定额作简要说明。

绕组接法：三相异步电动机的定于绕组可接成星形或三角形，视额定电压和电源电压的配合情况而定。例如星形接法时额定电压为380V，则改为三角形时就可用于220V的电源上。为了满足这种改接的需要，通常把三相绕组的6个端头都引到接线板上，以便于采用两种不同接法，如图9-7所示。

图9-7 三相异步电动机的接线板 (a) 星形连接；(b) 三角形连接。

温升：指电机按规定方式运行时，绕组容许的温度升高，即绕组的温度比周围空气温度高出的数值。容许温升的高低取决于电机所使用的绝缘材料。例如Y系列电机一般采用B级绝缘，其最高容许温度为130℃，如周围空气温度按40℃计算，并计入10℃的裕量，则B级绝缘的容许温升为130℃-（40 ℃＋10℃）=80℃。

定额：我国电机的定额分为3类，即连续定额、短时定额和断续定额。连续定额是指电机按铭牌规定的数据长期连续运行。短时定额和断续定额均属于间歇运行方式，即运行一段时间后就停止运行一段时间。可见，短时定额和断续定额方式下，有一段时间电机不发热，所以，容量相同时这类电机的体积可以做得小

一些，或者连续定额的电机用作短时定额或断续定额运行时，所带的负载可以超过铭牌上规定的数值。但是，短时定额和断续定额的电机不能按其容量作连续运行，否则会使电机过热而损坏。

第二节 交流绕组(＊)

三相异步电动机的交流绕组是由许多嵌放在走子铁心槽中的线圈按照一定的规律分布、排列并连接而成的。本节主要介绍三相异步电动机交流绕组的构成、连接方法、展开图绘制方法。

一、交流绕组概述

交流绕组是把属于同相的导体绕成线圈，再按照一定的规律，将线图串联或并联起来。交流绕组通常都绕成开启式，每相绕组的始端和终端都引出来，以便于接成星形或三角形。

1．绕组的基本术语 （1）线圈、线圈组、绕组

线圈也称绕组元件，是构成绕组的最基本单元，它是用绝缘导线按一定形状绕制而成的，可由一匝或多匝组成；多个线圈连成一组就称为线圈组；由多个线圈或线圈组按照一定规律连接在一起就形成了绕组，图9-8所示为常用的线圈示意图。线圈嵌放在铁心槽内用，不能直接转换能量，称为端部。

图9-8 线圈示意图

（2）极距τ

极距是指交流绕组一个磁极所占有定子圆周的距离，一般用定子槽数来表示。即：

τ＝

式中 Z1——定子铁心总槽数； 2P——磁极数； τ——极距。 （3）线圈节距Y

Z1 (9-2) 2p一个线圈的两个有效边所跨定于圆周的距离称为节距，一般也用定于槽数来表示。如某线圈的一个有效边嵌放在第1而另一个有效边放在第6槽，则其节距Y＝6-1＝5槽。从绕组产生最大磁势或电势的要求出发，节距Ｙ应接近于极距τ，即

Y≈τ?当Y=τ时，称为整距绕组； Y＜τ时，称为短距绕组； Y＞τ时，称为长距绕组。

实际应用中，常采用短距和整距绕组，长距绕组一般不采用，因其端部较长，用钢量较多。

（4）机械角度和电角度

一个圆周所对应的几何角度为3600角度就称为机械角度。而从电磁方面来看，导体每经过一对磁极N、S，电势就完成一个交变周期。对于4电机，P=2这时导体每旋转一周要经过两对磁极，对应的电角度为 2x3600= 7200，若电机有 P对极，则

电角度=P×机械角度 （9-4） （5）每极每相槽数q

每极每相槽数q是指每相绕组在每个磁极下占的槽数，可由下式计算： q?式中ｍ——相数。

ｑ个增所占的区域称为一个相带。通常情况下．三相异步电动机每个磁极下

Z1 ( 9 –5 ) 2pmZ1 （9-3） 2p可按相数分为3个相带，因一个磁极对应的电角度为1800，故每个相带占有电角度为600称为600相带。

（6）相距角α

槽距角是指相邻的两个槽之间的电角度。可由下式计算： α?（7）极相组

极相组是指一个磁极下属于同一相的线圈按一定方式串联成的线圈组。 2．交流绕组的基本要求

三相异步电动机交流绕组的构成主要从设计制造和运行两方面考虑。绕组的型式有多种多样，具体要求为：

（1）在一定的导体数下，绕组的合成电势和磁势在波形上应尽可能为正弦波，在数值上尽可能大，而绕组的损耗要小，用钢量要省。

（2）对三相绕组，各相的电势和磁势要求对称而各相的电阻和电抗都相同。为此必须保证各绕组所用材料、形状、尺寸及匝数都相同且各相绕组在空间的分布应彼此相差1200电角度。

（3）绕组的绝缘和机械强度要可靠，散热条件要好。 （4）制造、安装、检修要方便。

三相交流绕组在槽内嵌放完毕后共有6个出线端引到电动机机座上的接线盒内。高压大、中型容量的异步电动机三相绕组一般采用星形接法；小容量的异步电动机三相绕组一般采用三角形接法。

3．三相交流绕组的分布、排列与连接要求

三相异步电动机交流绕组的作用是产生旋转磁场，要求交流绕组是对称的三相绕组，其分布、排列与连接应按下列要求进行：

（1）各相绕组在每个磁极下应均匀分布，以达到磁场的对称。为此先将定子槽数按极数均分，每一等分代表180°电角度（称为分极）；再把每极下的槽数分为3个区段（相带），每个相带占60°电角度（称为分相）。

（2）各相绕组的电源引出线应彼此相隔120°电角度。

（3）同一相绕组的各个有效边在同性磁极下的电流方向应相同，而在异性

360?p （9-6） Z1

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