三相异步电动机主要类型有哪些?怎么分类?
双笼型异步电动机适用于中、大型笼型转子电动机.启动转矩较大.但最大转矩稍小。适用于传送带、压缩机、粉碎机、搅拌机、往复泵等需要启动转矩较大的恒速负载上。
好的,三相异步电动机主要有以下几种主要类型和分类方式:
一、按转子结构分类 (这是最核心、最常用的分类)
-
鼠笼型三相异步电动机:
- 结构特点: 转子绕组由嵌入转子铁心槽内的导条(通常为铜或铝)和两端的端环焊接或铸造而成,形状像松鼠笼子。结构非常坚固、简单,几乎没有需要维护的滑动接触点。
- 启动特性: 启动电流较大(通常是额定电流的5-7倍),启动转矩相对较小(通常是额定转矩的1.0-1.8倍)。启动电流大的特点是其最主要的缺点。
- 调速性能: 本身不具备调速功能。调速需要使用变频器、双速/多速绕组或外接其他调速设备(如滑差离合器)。
- 应用: 应用最广泛,几乎涵盖所有不需要特殊调速的场合,如风机、水泵、压缩机、传送带、机床、一般工业机械等。
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绕线型三相异步电动机:
- 结构特点: 转子绕组采用与定子绕组类似的绝缘导线绕制而成,通常连接成星形。转子绕组引线通过集电环和电刷与外部的启动电阻器或调速装置相连。结构相对鼠笼型复杂,有滑动接触点,需要定期维护电刷和集电环。
- 启动特性: 启动电流小(通过串入转子电阻控制),启动转矩大(通过控制转子电阻可达到额定转矩的2倍以上)。这是其主要优点。
- 调速性能: 可以通过改变串入转子回路电阻的大小来实现有限范围的平滑调速(速度只能低于同步转速),调速效率较低。也可连接电力电子装置进行更复杂的能量回馈调速(如双馈调速)。
- 应用: 适用于需要大启动转矩或一定范围内需要调速的场合,如卷扬机、起重机、轧钢机、大型破碎机、球磨机等重载启动设备。
二、按防护等级分类 (根据外壳结构防止异物和液体进入的能力)
- 开启式 : (现已较少见) 对定子和转子没有专门的防护外壳(除了框架),主要用于环境非常干净且需强制通风的场所。
- 防护式 :
- IP23: 能防止直径大于12mm的固体异物进入和垂直方向60°角内的淋水。适用于相对清洁、干燥但偶尔可能有飞溅水滴的室内环境(如一般的厂房)。
- 封闭式 : 最常用
- IP44: 能防止直径大于1mm的固体异物进入和任何方向的溅水。这是最常见的封闭类型。
- IP54: 防尘(允许少量粉尘进入但无有害积聚)和防溅水。比IP44防护更好。
- IP55: 防尘(防止有害粉尘进入)和防喷水。
- IP56/更高: 具有更强的防尘和防水能力(如防海浪、防持续喷水、可短时间浸水等),用于恶劣或多尘潮湿环境(如户外、矿山、船舶)。
三、按冷却方式分类 (根据散热方式)
- 自扇冷(IC4XX): 最常见
- IC411: 具有自带风扇(安装在电机非驱动端轴伸上),通过电机外壳散热片进行外部冷却。冷却风由电机自身驱动。最普遍。
- IC416: 自带风扇(内部或外部),但风扇由独立电机驱动。
- 他扇冷(IC3XX): 电机依靠外部独立驱动的风扇提供冷却风。常用于需要强制冷却或环境温度高的场合。
- 水-空气冷却器 (IC8XX): 通过安装在外部的独立水冷却器来冷却密闭循环的内部空气。用于大功率、高负载率的电机,如大型水泵、风机等。
- 水套冷却(IC3XX): 电机定子或壳体上有冷却水套流过。用于要求低噪音或空间特别受限的场合(如水下推进器)。
四、按特殊设计或特性分类 (针对特定需求)
- 变频专用电动机: 针对变频器供电设计,增强了绝缘(抵抗高频脉冲电压)、优化了散热设计(保证低速运行时散热)、有时还考虑了高速运行时的机械强度和轴承设计(应对高频振动和电流),可能配有独立的冷却风机(强制风冷IC416)。
- 高滑差电动机: 转子电阻设计得比普通鼠笼电机大(常采用特殊电阻率高的合金导条),因此有较大启动转矩和较软的机械特性(转速随负载增大下降较多),适用于飞轮力矩大的负载(如冲压机)。
- 变极多速电动机: 定子绕组通过特殊设计(如 单绕组变极、双绕组变极),可以改变磁极对数,从而得到两速、三速或更多种固定的转速(异步)。
- 高效电动机/超高效电动机: 采用特殊设计(如更高等级硅钢片、更优电磁方案、更大有效材料、低损耗风扇等)和先进工艺,显著降低损耗,符合更高的能效等级标准(如GB18613, IEC60034-30)。
- 防爆电动机: 具有特殊防爆外壳(隔爆型Ex d、增安型Ex e、无火花型Ex nA等),符合防爆标准,用于存在易燃易爆气体或粉尘的危险场所(如化工厂、煤矿)。
- 船用电动机: 满足船级社规范(如CCS, DNV-GL, ABS等),通常要求较高的防护等级(IP55/IP56)、耐盐雾腐蚀、抗振动冲击能力。
- 制动电动机: 电机内部集成了电磁制动器(如盘式制动器),在断电时能快速制动。
- 起重冶金用电动机: 具有高过载能力、强机械结构、适应频繁启动和正反转、启动转矩大(常为绕线型或有起制动功能),满足起重设备的工作制要求(如S3, S4, S5)。
总结分类方法:
- 按结构: 鼠笼型 vs 绕线型
- 按防护: 开启式、防护式(IP23)、封闭式(IP44, IP54, IP55...) => 最常见的是鼠笼型+封闭式(IP44/54/55)
- 按冷却: 自扇冷(IC411为主)、他扇冷、水冷等
- 按特性/用途: 变频专用、高滑差、多速、高效、防爆、船用、制动、冶金起重等
选择电机时,主要根据应用场合、负载特性(启动转矩要求、是否需要调速、工作制、环境条件等)、效率要求、成本预算来决定使用哪种类型的电机。其中,标准鼠笼型封闭式电机(IC411, IP44/IP54/IP55) 是最基础、最常用的类型。
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