感应电机中的滑环与鼠笼式：综合比较

感应电动机是一种将电能转化为机械能的电气装置。在电气工程领域，由于其自​​启动、功率稳定的特点，被广泛用作众多机器设备的驱动装置。它使用的转子有两种类型：鼠笼式和滑环。今天ByTune将和您一起了解什么是感应电机，它是如何工作的，并比较两类转子的结构、性能、应用等。

 

感应电动机又称异步电动机，是一种交流电动机。它主要由定子和转子两大部分组成。此外，还包括端盖、轴承、风扇等辅助部件。
• 定子：是电机的固定部分，由定子铁芯、定子绕组和机座组成。定子绕组由许多规则排列、连接的线圈组成。这些线圈嵌入定子铁芯的槽中。通过使三相交流电通过它们，就会产生旋转磁场。
• 转子：转子是电机的旋转部分，它能产生电磁扭矩来驱动电机和机械旋转。最常见的转子是“鼠笼”设计，由叠片铁芯和沿其长度延伸的导电条组成，两端通过环短路。然而，带有滑环和外部电阻的“绕线转子”也很受欢迎。

 

感应电动机主要由两部分组成：定子和转子。当定子绕组通入三相交流电时，定子内部就会产生旋转磁场。其同步速度Ns=120f/p，其中：
f 是电源频率（单位为赫兹，Hz）。
p是电机的极对数。
相对于静止的转子，电机内部的转子导体可以切割磁感应线，产生感应电动势。由于转子导体形成闭环，因此感应电动势将在转子导体中引起感应电流。
根据楞次定律，感应电流产生的磁场与旋转磁场相互作用，产生使转子开始旋转的扭矩。然而，转子总是以略低于同步速度的速度旋转。转差率s=Ns-Nr/Ns(Nr为感应电机的转速)。这个值一般在1%到5%之间。

 

滑环转子

• 它是什么：滑环是绕线转子感应电机的一个组件。它由导电环、电刷、刷握、绝缘材料等组成。滑环感应电动机的转子绕组是星形连接的三相绕组，三个出线端子分别连接到三个导电环。
• 工作原理：电机运行时，转子绕组中产生感应电动势和感应电流。通过电刷与导电环的滑动接触，将转子绕组中的电流引出至外电路。用于控制电机的启动、调速、制动等操作。

鼠笼式转子

它是什么：鼠笼式转子是用于鼠笼式感应电动机的转子。因其绕组的整体形状酷似松鼠笼而得名。鼠笼式转子由插入转子槽内的多根导电棒和两个圆形端环组成。小型笼式电机一般采用铸铝焊接，100kW以上电机则采用铜排和铜端环焊接。

工作原理：工作时，定子绕组通入三相交流电后，定子内部产生旋转磁场。该磁场在定子内部以同步速度旋转，并切割转子上的鼠笼式导电棒。由于鼠笼式导电棒是转子槽内的闭合导电回路，当旋转磁场切割导电棒时，在导电棒中会产生感应电动势和感应电流。它驱动转子，使电机沿旋转磁场方向旋转。

虽然鼠笼式结构更加坚固，但滑环转子也给滑环感应电机带来了很多好处，例如：
• 更高的启动扭矩：通过在转子电路中插入适当的电阻，滑环可以提供高的启动扭矩和功率因数。因此，当滑环感应电动机用于需要带载启动的起重机和绞车时，可以克服负载阻力，顺利启动这些设备。
• 较低的启动电流：众所周知，启动电流过大会对电网造成很大的影响。当滑环转子电路中插入电阻时，启动电流会减小。这是因为当转子电路的电阻增大时，转子电流减小，根据变压器原理，定子电流也会相应减小。
• 更宽的速度调节：滑环感应电动机可以通过改变转子电路中连接的电阻值来实现调速。这在一些金属加工设备中非常有用，例如车床和铣床。当所接电阻增大时，电机转速降低；相反，当连接的电阻减小时，电机速度增加。这是鼠笼式感应电动机无法做到的。

从以上内容我们可以得出，滑环和鼠笼在感应电机中各有其特点。简单来说，如果您对启动扭矩和调速能力有较高要求，滑环感应电机可能更适合您。但是，如果您对成本要求严格，并且想用在恒速设备中，则可以选择鼠笼式感应电机。

在实际应用中，我们需要根据具体的工业设备和使用要求来选择合适的电机类型。如果您想了解更多信息，请阅读我们的文章“交流发电机中滑环的用途是什么？” 也可能有帮助。作为超过 26 年的滑环供应商，ByTune 有信心为您的任何感应电机提供可靠的滑环。