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1、 Triple-phase Synchronous motor 三相同步电动机同步电机是一种转子转速与定子旋转磁场的转速相同的交流电动机。其转子转速n与磁极对数p、电源频率f之间满足n=60f/p。转速n决定于电源频率f，故电源频率一定时，转速不变，且与负载无关。具有运行稳定性高和过载能力大等特点。常用于多机同步传动系统、精密调速稳速系统和大型设备等。一、同步电机的基本结构 同步电机的结构型式多样，转子结构有隐极式和凸极式，四极以上的同步电机转子多用凸极式。安装方式有卧式、悬挂式、半悬挂式和立式等。同步电机一般都由定子、转子、轴承、底板、端盖以及集电环、刷架构成，防护等级为IP44以上的电机还
2、包括冷却器。下面对上述各部件作简要说明：1、定子 定子由机座、定子铁心和定子线圈及支撑定子线圈端部的端箍和支撑件等构成。1.1机座 机座有圆形机座和方形机座(箱式结构)，均由钢板焊接而成。大型卧式安装的圆形机座的电机，机座中心可下沉，机座下部有时下沉到安装平面以下的地坑里，因而电机的中心高不受外圆尺寸限制。方形机座一般用在防护等级要求较高的电机，多采用空-空冷却或空-水冷却，冷却器一般置于机座的上方，电机铁心外径受中心高限制，机座下部一般不低于安装平面。1.2定子铁心 定子铁心由机座和压装在机座内的硅钢板组成。铁心压装分为内压装和外压装：内压装即以机座内圆定位，等硅钢片压入机座再用拉紧螺杆和压
3、圈拉紧固定在机座上；外压装即先制作铁心骨架,硅钢片压装在骨架中，嵌线后经真空压力浸漆处理再套入机座内。1.3定子线圈 定子线圈由具有相应绝缘和电压等级的电磁线绕制而成，经过匝间和对地耐电压试验合格的线圈才能嵌入定子铁心槽内。线圈直线部分用槽楔压紧，端部用涤纶套管装线圈、端箍和支撑件牢牢的绑扎在一起，经过浸漆处理后，整个定子成为一个牢固整体。定子线圈可以有B级和F级绝缘，特殊情况也有H级绝缘，10KV以上都采用F级。定子线圈是电机关键的部件，容易因弄脏、受潮、绝缘损坏而使电机烧坏，使用维护时要非常注意保护。 定子引出线一般有6个出线头，并用U1、V1、W1和U2、V2、W2作标记，如果连成“Y”
4、接，即将U2、V2、W2连在一起；如果连成“”接，即U2-V1、V2-W1、W2-U1出三个接线头，高压电机一般都用Y接线。2 转子 同步电机的转子可分为隐极式和凸级式，一般都由磁极、磁轭、转轴和集电环组成。2.1磁极分为隐极式和凸极式。隐极式磁极是在转子圆周不均匀地开槽，转子线圈做成同心式线圈，嵌放在槽内，用金属槽楔固定线圈,两端用护环箍紧，该结构机械强度高，线圈散热好，多用在1500转以上的电机。1500转及以下的绝大多数电机用凸级式磁极.2.2凸极式磁极由磁极铁心、磁极线圈、磁极螺杆构成，励磁引出线标记为F1和F2。 2.2.1磁极铁心是用端板、拉杆、铆杆将磁极冲片铆压成整体,在极靴装入
5、阻尼条(起动绕组),两端焊上阻尼环,并在铁心两端槽口处打洋冲孔,将阻尼条挤紧防止轴向窜动,也可在阻尼条伸出铁心两端套上铜管来固定2.2.3磁轭、转轴 磁轭大多数采用铸钢,也有采用钢板焊接,直径较小,磁轭直接与轴连接在一起.转轴材料一般采用45钢和35钢,特殊情况采用合金钢2.2.4转子装配:先将磁轭热套在转轴上,在磁极铁心极身处裹包好绝缘,垫好绝缘垫片,套入磁极线圈,装上磁极螺栓,即可安装在磁轭上.装配时注意,绝缘垫片不能多垫,也不能少垫,多垫了影响气隙,少垫了有可能磁极线圈压不紧.在磁极螺栓拧紧的情况下,一般控制磁极铁心与磁轭之间的间隙在0.15mm以内,同时要注意两极靴之间的距离要均匀,各
6、磁极铁心的端部轴向位置要平齐.装上勺形风扇.整体浸漆,以提高机械强度、防潮和散热性能转子是电机的心脏,是由许多零部件装配而成,在电磁力和离心力共同作用下高速旋转,各零部件和紧固件容易松动,造成机械事故,因此,装配时所有紧固件必须拧紧,并有防松措施,请装配和维护工作者要注意经常检查,发现问题要及时处理.3、轴承装置3.1滚动轴承装置3.1.1为提高轴伸端轴承的承载能力和使用寿命,滚动轴承装置一般为三轴承结构:在轴伸端用一个滚柱轴承和一个球轴承并列,由滚轴承承受径向负荷,而球轴承仅承受轴向负荷(故球轴承外圈与端盖内圆径向通常留用间隙),而非轴伸端用一个滚柱轴承.也可以用两轴承结构.3.1.2为了防
7、止轴伸端的轴承装置,还是非轴伸端的轴承装置,都是采用迷宫式结构,并用密封圈密封,不仅可防止轴承的润滑脂漏到电动机内部,损坏线圈的绝缘,还可以防止外面的灰尘和水进入轴承室,保持轴承清洁.3.1.4装有加油管和排油管,便于更换润滑油脂,并在机座上钉有标牌,指示加、排油管的位置和加油时间.可以不停机加油和排油3.1.5轴承装置的防护等级为IP54.根据需要可设计成IP55,如户外型和露天使用的电动机.3.1.6所供给电动机的轴承型号规格和润滑脂牌号,见随机提供的外形图3.2滑动轴承装置3.2.1滑动轴承是电机的一个独立部件.端盖式滑动轴承安装在电机机座的端板上.座式滑动轴承安装在电机的底板上.3.2
8、.2在滑动轴承两面均设有进油孔、油位观察孔或出油孔、轴承测温元件安装孔、排油孔、加热器孔,其中进油孔和出油孔是供压力油循环润滑的.3.2.3滑动轴承分为非调心柱面滑动轴承、端盖式自调心球面滑动轴承以及座式自调心球面滑动轴承.自调心球面滑动轴承轴瓦与轴承座为球面接触.3.2.4滑动轴承采用浮动式迷宫密封与气密封结构.有利于防止轴承漏油.2.3.2.5为防止电动机轴电流,端盖式滑动轴承在非轴伸端轴承座上贴有绝缘层,而座式滑动轴承在轴承与底板之间垫有绝缘板.3.2.6滑动轴承有三种润滑方式:自润滑,利用油环给轴承供油;压力油循环润滑,利用外部油泵、油管与轴承构成的供油系统给轴承供油;复合润滑方式,是
9、前两种润滑方式的合成,即压力和油环供油的复合.润滑油牌号见随机提供的外形图.3.2.7端盖式滑动轴承基本外壳防护等级为IP44,根据需要也可采用IP54、IP55、.IP54和IP55防护等级在IP44防护结构基础上再加一道防水、尘外盖.3.2.8轴瓦采用单油楔圆柱形结构,轴瓦有止推面及无止推面两种结构型式.有止推面的轴瓦仅是用来限制电机本身所产生的轴向推力,不承受外来推力负荷,若采用滑动轴承的电机需承受外来轴向推力,订货时须特别说明.3.2.9前后两端轴承的轴瓦装配有互换性(当轴承规格不同时不能互换)3.3底板一般都由钢板焊接而成.电机定子和座式轴承均装在底板上,通过底板与基础的地脚螺栓联接
10、,把电机固定在基础上.除支承电机定、转子的重量外,还要承受电磁作用力,所以底板必须有足够的刚度和机械强度4、端盖 端盖一般用钢板焊接而成.采用端盖轴承电机的端盖除起防护作用外,还要起支承转子的作用,需用厚钢板焊成.如果采用座式轴承,端盖不起支承作用,仅起防护作用,可用薄钢板焊成.5、集电环 集电环分为套筒式和装配式.套筒式包括轴套、绝缘、钢环(铜环) 和导电标,将轴套外圆包上多层云母板,再将两个钢环(铜环) 加热套在轴套外圆的绝缘层上,然后装上导电杆和绝缘管.装配式包括集电环座、钢环(铜环) 、导电环、螺栓、绝缘套管和绝缘垫片等,钢环(铜环)用螺栓、绝缘套管和绝缘垫片装在集电环座上.装配式结构
11、比套筒式牢靠,可用在1000-1500转的电机上,而套筒式一般用在750转以下.集电环表面与碳刷接触,在高速旋转中通过转子的励磁电流,如果接触面接触不好或跳动,容易产生火花,使碳刷和集电环表面烧毛,容易磨损,因此集电环表面粗糙度要求在1.6以上,并且旋转时其跳动量不大于0.1mm.6、碳刷架 碳刷架由刷杆座、刷杆、导电板、碳刷盒、弹簧攻电刷组成.一般电刷盒尺寸的加工精度要求较高,使电刷装进盒内既能上下滑动自如,又不至于因间隙过大在集电环旋转时卡死.电刷弹簧压力要调整适当,一般调到0.015-0.03MPa之间.电刷盒与集电环表面的距离保持在3-5mm.7、空-空冷却器 所谓空-空冷却器,就是冷
12、却器中的冷却管吸收电动机内循环风中的热量,由装在非轴伸端的外风扇吹入冷却管的冷空气带走.7.1冷却管两端挤压扩口后固定在两端端板上,具有良好的密封性能7.2整个冷却器经过浸防锈漆处理,具有防锈蚀能力.7.3冷却器置于机座顶部,也有装在机座下部的结构,安装和吊运时可以拆开.8、水-空冷却器 所谓水-空冷却器,就是冷却器中的冷却管吸收电动机内循环风中的热量,由通入冷却管中的冷却水带走,具有比空-空冷却器较好的冷却效果和降噪声效果.8.1冷却器经过0.5MPa压力的水压试验8.2冷却器可以从其外壳中抽出,便于检修和更换8.3水-空冷却器置于机座顶部,安装和吊运时可以拆开8.4冷却水需要达到工业用自来
13、水的标准,进水水温不得高于33,也应不低于5.进水水量可以见随机提供的外形图,进水水压为0.1-0.3MPa.9、其他辅助装置的说明9.1 定子测温装置 一般在定子线圈上下层之间埋入测温元件,其引出线接到测温无件出线盒内,通过接线柱与外面的温度显示或控制装置连接.测温元件型号及参数见电动机外形图9.2轴承测温装置 轴承测温元件固定在轴承或端盖轴承上.若为滚动轴承,则测温元件引出线接到机座侧面的测温元件出线盒内,与定子测温元件共一个出线盒;若是滑动轴承,测温元件本身带有出线盒.9.3定子出线盒 定子出线盒由出线盒座、出线盒盖、绝缘套管(高压瓷瓶)和接线柱等主要零部件组成,根据电压等级有低压出线盒
14、 和高压出线盒.低压出线盒内一般有三个接线柱.而高压出线盒内有三个接线柱和六个接线柱.采用圆形机座需要地坑安装的大型电机,其定子出线如无特殊要求可从电机端盖底部引出,在地坑与外线路直接连接,可不需要定子出线盒 .根据需要也有在电机两侧设置定子主出线盒 和副出线盒,主出线盒有三个接线头,分别为U1、V1、W1.副出线盒 也有三个接线头,分别为U2、V2、W2,可将定子绕组接成Y接或接.根据需要可在每相装设电流互感器,用作差动保护,或中性点通过避雷器接地以防雷击,但订货必须说明二、同步电动机的分类 转子用直流电进行励磁它的转子做成显极式的，安装在磁极铁芯上面的磁场线圈是相互串联的，接成具有交替相反
15、的极性，并有两根引线连接到装在轴上的两只滑环上面。磁场线圈是由一只小型直流发电机或蓄电池来激励，在大多数同步电动机中，直流发电机是装在电动机轴上的，用以供应转子磁极线圈的励磁电流。由于这种同步电动机不能自动启动，所以在转子上还装有鼠笼式绕组而作为电动机启动之用。鼠笼绕组放在转子的周围，结构与异步电动机相似。 当在定子绕组通上三相交流电源时，电动机内就产生了一个旋转磁场，鼠笼绕组切割磁力线而产生感应电流，从而使电动机旋转起来。电动机旋转之后，其速度慢慢增高到稍低于旋转磁场的转速，此时转子磁场线圈经由直流电来激励，使转子上面形成一定的磁极，这些磁极就企图跟踪定子上的旋转磁极，这样就增加电动机转子的速率直至与旋转磁场同步旋转为止。 转子不需要励磁的同步电机转子不励磁的同步电动机能够运用于单相电源上，也能运用于多相电源上。这种电动机中，有一种的定子绕组与分相电动机或多相电动机的定子相似，同时有一个鼠笼转子，而转子的表面切成平面。所以是属于显极转子，转子磁极是由一种磁化钢做成的，而且能够经常保持磁性。鼠笼绕组是用来产生启动转矩的，而当电动机旋转到一定的转速时，转子显极就跟住定子线圈的电流频率而达到同步。显极的极性是由定子感应出来的，因此它的数
