简述异步电机的工作原理(异步电机的结构)

由于应用广泛，电机的种类、系列、规格繁多，结构也多种多样。然而，无论哪种电机，结构都是固定、转动和过渡三大部分所组成。,制造的，其中固定部分通常称为定子，旋转部分称为转子。过渡部分包括电气过渡(如滑环、换向器和电刷机构)和机械过渡(如端盖和轴承)。固定和旋转部分主要是铁芯和绕组，其次是用于机械支撑或紧固的结构部件。今天，与会者简要描述了异步电机的典型结构特征。

封闭式电机的结构

以常见的B3安装电机为例，电机的基本特点是：卧式、带脚底座、两个端盖轴承、单轴加长(可根据需要做双轴加长)、内外风扇。底座为铸铁，表面带有冷却肋，以扩大冷却面积并改善冷却条件。机架顶部设有吊环螺栓，底部设有两个小圆孔，用于排出冷凝水。从驱动端看，底座右侧有一个方形出线盒，用于引入电源线。底座内腔为圆柱形，无纵向筋条，与定子铁芯接触良好，有利于散热。

定子铁芯通过紧固件轴向紧固在其外圆的燕尾槽内，结构简单，使铁芯的外圆几乎与底座的内圆完全接触，有利于散热。这种结构可以采用外压技术。

铝笼转子通过热套与轴配合(或者轴可以滚花，冷压装配)，端环与内风扇叶片形成一个整体，简化了工艺，提高了可靠性。在端环上，还铸造了一个用于放置平衡块的小柱。内部风扇的作用是加速热空气在机器中的循环，以便更好地与底座和端盖进行热交换。外置风扇为径向离心式风扇，材质为铝或塑料，风罩用螺丝固定在底座上。

前后端盖相同，轴承为单列径向球轴承。

保护电机结构

这种电机的基本特点是：带基脚和两个端盖的轴承一般采用两侧对称的径向通风系统(一般为自通风，也可根据需要做成风道通风)，铁芯内有通风风道。框架为铸铁，内圈设有纵向筋条，与铁芯外圈形成通风通道。对于大型电机，由于重量较重，底座顶部有两个吊环螺栓。从传动端看，出线盒在底座右侧中央。大型电机的定子铁芯采用内压安装结构，即冲片直接叠放在底座内。堆叠后，用压环和弧形沿轴向紧固。

3 kV和6 kV电机的定子铁芯采用开口槽，500伏以下的采用半开口或半封闭槽。定子线圈端部用隔绳或聚酯护套玻璃绳扎紧。对于高速电机，定子线圈末端也用绝缘端箍加固，以增强承受启动时冲击电流产生的电磁力的能力。

转子铁芯直接套在轴上，平键和环键用于周向和轴向固定。轭具有轴向通风通道，以便于冷却；当电机容量较大时，往往将转子铁芯安装在支架上，铁芯与支架的筋条和载荷之间留有足够的轴向通风通道。转子铁芯的每一端都有一个压环(压环用弧形键固定在支架上)，用于轴向紧固铁芯和支撑线圈端，其上开有放置平衡块的凹槽。

转子采用双层波浪绕组，半成型绝缘铜排(称为半组线圈)穿入半封闭槽内，弯曲后连接。除了倾斜导体(也称为跳层线圈)所在的槽，每个槽中通常有两个导体。线圈末端无纬

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。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。

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