新闻资讯
NEWS
探秘中小型异步电动机：工业动力的隐形英雄
2025-10-30
中小型异步电动机：构造与原理全解析
在现代工业领域，中小型异步电动机犹如一颗闪耀的明星，广泛应用于各种机械设备中，为工业生产提供着不可或缺的动力支持。它的身影遍布工厂车间，无论是机床的高效运转，还是风机、水泵的稳定工作，亦或是各类自动化生产线的顺畅运行，都离不开中小型异步电动机的默默付出。深入了解其构造与原理，对于充分发挥其性能、实现高效稳定的工业生产具有重要意义。
中小型异步电动机主要由定子、转子、气隙、端盖、轴承和机座等部分构成。定子作为电动机的固定部分，承载着重要的使命。机座通常由铸铁或铝合金制成，大型电动机的机座多采用钢板拼焊而成，它宛如一个坚实的堡垒，为电动机提供了可靠的支撑。定子铁芯则是由 0.5mm 厚的硅钢片叠压而成，这些硅钢片就像紧密排列的士兵，共同组成了一个中空的圆柱形结构，装入机座内。硅钢片的表面经过绝缘处理，小容量电动机的硅钢片表面由氧化膜绝缘，大容量电动机硅钢片间涂有绝缘漆，这是为了有效减小涡流损耗，提高电动机的效率。定子绕组是电动机的电路部分，小型电动机的定子绕组一般用高强度漆包圆铜线或铝线绕制而成，而大型电动机由于需要承载更大的电流，导线截面较大，采用矩形截面的铜或铝线制成线圈嵌置在定子槽内，绕组与槽壁间用绝缘材料隔开，确保电流能够按照预定的路径流通，产生稳定的磁场。
转子是电动机的旋转部分，如同一个充满活力的舞者，在定子产生的磁场中翩翩起舞。转轴一般由中碳钢制成，它就像人的脊梁一样，起到支撑、固定转子铁芯和传递功率的关键作用。转子铁芯同样是由 0.5mm 厚的硅钢片叠压成整体的圆柱形套装在转轴上，其外圆的槽内嵌置着转子绕组。异步电动机的转子绕组分为鼠笼式和绕线式两类。鼠笼式转子绕组的结构十分独特，没有铁芯时，整个绕组的外形就像一个鼠笼。在转子铁芯的槽里，各有一根铜或铝制导条作为转子导体，导条的两端用短路环短接，形成闭合回路。大中型电动机的导条多为铜质，制造时把裸铜条插入转子铁芯槽中，再用铜环套在两端铜条的头上，并焊接在一起；而多数小型电动机的导条是铝制的，制造时把叠好的转子铁芯放在铸铝的模具内，把鼠笼和端部的内风扇一次铸成，这种一体化的制造工艺既提高了生产效率，又保证了产品的质量。绕线式转子绕组和定子三相对称绕组类似，嵌置在转子槽内，三相绕组尾端在内部接成星形，首端由转子轴中心引出接到滑环，滑环经电刷再串入外接电阻，通过这种方式可以改善电机的启动和调速性能。有的绕线式电动机还装有提刷装置，在串入的外接电阻启动完毕后，把电刷提起，三相滑环直接短路，减小运行中的损耗，从而提高电机的运行效率。
气隙是定子和转子之间的空气间隙，虽然它的距离非常小，一般为 0.2 - 2.0mm，但却对电动机的性能有着重要影响。由于异步电动机的励磁电流是由电网供给的，气隙大时，励磁电流就大，这会降低电动机的功率因数。为了提高功率因数，应尽量把气隙做得小些。然而，气隙过小时，又会造成装配困难，运行不可靠，高次谐波磁场增强，从而使附加损耗增加。因此，在设计和制造电动机时，需要综合考虑各种因素，合理确定气隙的大小，以确保电动机的性能达到最佳状态。
端盖用于固定定子铁芯和绕组，同时为电动机提供机械支撑，它通常由铸铁或铝铸件制成，具有良好的机械强度，能够承受电动机运行过程中的各种力的作用。轴承安装在定子的两端，支撑着转子并减少摩擦，它就像电动机的关节一样，使转子能够灵活地转动。根据电动机的负载和转速，可选择滚动轴承或滑动轴承。通风系统则用于散热，保持电动机在适宜的温度下工作，它可以是自然通风或强制通风，包括风扇、风道等部件，确保电动机在长时间运行过程中不会因过热而损坏。
中小型异步电动机的工作原理基于电磁感应定律和电磁力定律。当对称三相绕组通入对称三相交流电流时，会在定子中建立起定子三相合成旋转电动势并产生旋转磁场。这个旋转磁场就像一个看不见的推动者，以同步转速 n1 顺时针方向旋转。转子导体在这个旋转磁场中切割磁场，根据电磁感应原理，会产生感应电动势，感应电动势的方向可用右手定则确定。由于转子绕组是闭路的，在感应电动势的作用下，会产生感应电流。载流的转子绕组在旋转磁场中受到电磁力的作用，用左手定则可确定此时转子绕组受到一个顺时针方向电磁力和电磁转矩的作用，这个电磁转矩就像一只无形的手，推动着转子以转速 n 随着定子旋转磁场的方向旋转。当电动机轴上带机械负载时，便向外输出机械能，实现了电能到机械能的转换。
需要注意的是，异步电动机转子转速 n 不能等于定子旋转磁场转速 n1，因为如果 n = n1，转子与定子旋转磁场之间就没有相对运动，转子绕组中就没有感应电动势和感应电流，就不能产生推动转子转动的电磁转矩，所以异步电动机运行中转子转速 n 和定子旋转磁场转速 n1 之间存在差异，n 总是小于 n1，“异步” 之名由此而来。转速差可用转差率 s 表示，s = (n1 - n) /n1 。当旋转磁场以同步转速 n1 开始旋转时，转子因机械惯性尚未转动，转子的瞬间转速 n = 0，这时转差率 s = 1。转子转动起来之后，n > 0，(n1 - n) 差值减小，电动机的转差率 s < 1。如果转轴上的阻转矩加大，则转子转速 n 降低，即异步程度加大，才能产生足够大的感应电动势和感应电流，产生足够大的电磁转矩，这时转差率 s 增大。异步电动机运行时 0 < s < 1，在额定负载运行条件下 s = 0.01 - 0.06 。
中小型异步电动机的构造与原理是其能够高效稳定运行的基础。合理的构造设计确保了电动机各部件的协同工作，而基于电磁感应和电磁力定律的工作原理则实现了电能到机械能的高效转换。深入了解这些知识，有助于我们在工业生产中更好地选择、使用和维护中小型异步电动机，提高生产效率，降低能源消耗，为工业的发展注入强大的动力。
上一页：
下一页：
联系我们