异步电机的转子由转子铁心、转子绕组和转轴等组成。 转子铁心也是电机磁路组成部分。铁心材料也采用0.5mm硅钢片叠成。铁心与转轴之间必须可靠连接以传递转矩。 转子绕组能够感应电动势、流通电流、产生电磁转矩。从结构上可分为笼型和绕线型两种: 1.笼型转子(Cage rotor)
图 1 笼型转子绕组 笼型转子绕组的结构与定子绕组不同,在转子铁心槽中各有一根导条,在铁心两端槽口外,由二个端环分别把所有导条的两端都连接起来,直接闭合而构成短路。如果去掉铁心,绕组的形状就象鼠笼,又称鼠笼式转子(SquirrelCage rotor)见图1。 笼型转子结构简单,制造方便,绕组的材料有两种:有适用于中小型电机的铸铝转子,把导条、端环以及风叶一起铸出;适用于大中型电机的焊接笼型,常用铜条插入转子槽内,再在两端焊上端环而成。 2.绕线型转子(Wound-rotor) 绕线型转子绕组和定子绕组相似,并且具有和定子绕组相同的极对数。三相绕组采用星形接法,其出线端分别与转轴上的三个滑环连接,通过电刷把电流引出,在外部形成短路,并且可以接人附加电阻,如图2所示。与笼型转于相比较,绕线型转子造价高,维护复杂。仅用于要求起动转矩大,起动电流小或需要调速的场合。
图2 绕线型异步电动机转子接线示意图 |
1. 短路保护 短路保护应该满足以下要求:一是必须在很短的时间内切断电源;二是当电机正常启动、制动时,保护装置不应误动作。 常用的短路保护装置有熔断器和断路器。 2. 过流保护 过电流时,电流仍由正常路径流通,其值比短路电流值要小。过电流一般是由于负载过大或是启动不正确。为了避免影响电动机正常工作,过电流保护动作值应该比正常启动电流略大一些。 过电流保护也要求保护装置能瞬时动作。过电流保护一般采用过电流继电器。 3. 过载保护 过载与过流类似,但也有差别。主要的不同在于动作效应的不同。过电流是由电磁效应来引发保护装置动作,针对电流的瞬时大小;而过载保护则是由电流的热效应,即电流对时间的累积结果来引发保护装置动作。一般情况下同一电路中,过载保护动作电流值要比过电流小,而这两者又均比上面提到的短路保护动作电流值小。短路保护、过电流保护和过载保护是不能互相代替的。 过载保护应采用热继电器或电动机保护器作为保护元件。 4. 失压保护 5. 欠压保护 除了利用接触器本身的欠电压保护作用之外,还可以采用低压断路器或专门的电磁式电压继电器来进行欠电压保护,其方法是将电压继电器线圈跨接在电源上,其动合触头串接在接触器控制回路中。当电网电压低于指定值时,电压继电器动作使接触器释放。 6. 过压保护 Zui常见的过电压保护装置是过电压继电器。电源电压一旦过高,过电压继电器的常闭触头就立即动作,从而控制接触器及时断开电源。过电压继电器的动作电压整定值一般可为电动机额定电压的1.05-1.2倍。
7. 断相保护 引起电动机断相运行的原因很多,如熔断器一相熔体烧断,电动机绕组一相断路、一相接触不良或松脱,电源一相线路断开等,其中尤以熔断器一相烧断的情况Zui为常见。断相运行时,线路电流和电动机绕组连接因断相形式不同而不同;电动机负载越大,故障电流也越大。断相运行时,通常可以根据电流或电压发生的变化特征检测出断相信号来构成断相保护装置。 断相保护有很多方法,如下: 8. 相序保护 相序保护可采用相序继电器,当电路中相序与指定相序不符时,相序继电器将触发动作,切断控制电路的电源从而达到切断电动机电源、保护电动机的目的。
实用断相相序保护器的工作原理图 工作原理:
9. 温度保护 温度保护与过载保护都是利用温度来触发保护,但并不完全相同。过载保护是因为电流长时间超出额定值使得继电器升温触发保护;而温度保护是由于散热不良,环境温度过高等因素使得电机过热从而触发保护。温度保护被触发时,电动机中的电流值有可能是正常的,过载保护不一定会起作用。温度保护与过载保护也是不能互相替代的。 10. 漏电保护 漏电保护根据工作零线是否穿过电流感应器,分为零序电流保护和剩余电流保护。零序电流保护与剩余电流保护的基本原理都是基于基尔霍夫电流定律:流入电路中任一节点的复电流的代数和等于零。不同之处是,零序电流保护检测的是各相线中电流的矢量和,而剩余电流保护检测的是各相线还有零线中的电流矢量和。理论上来说,三相线负载平衡且电路正常工作的情况下,各相线电流矢量和应该为零。在实际的产品制造中,由于生产工艺、使用条件及电源品质等因素的制约,理想的三相完全平衡的负载不大可能存在,其三相电流的矢量和不为零很容易达到漏电保护器的动作电流值例如30mA。“负载三相平衡”这个概念只具理论意义。 |