鼠笼式电机转子为什么没有绝缘的终极答案！！（申请加精）

欧阳庆

这就涉及到异步电机的另一种类型了, 即线绕式转子异步电机, 它的转子与笼型转子是不一样的, 笼型转子是多相对称系统,而绕线式转子是与定子一样的三相对称系统,且它的每相串联导体数与定子绕组的导体数有一定的关联, 控制转子的串联导体数,就可以控制转子开路电压以及降低对集电环的要求,通常中小功率的380伏电机转子开路电压控制在120~300伏/高可到500伏,这样的电压,这样的多匝绕组,是否需要绝缘呢? 答案是显而易见的.

laplace

回复 20# 标准答案
事情的最开始，我之所以说楼主把问题复杂化了，主要就是因为牵涉到了星形图。
而楼主最后一个图我觉得还是说明了问题的，和我说的感应电流回路的观点基本一致。
电压的高低并非绝缘的原因，正如你所问的，既然如此，为什么鼠笼不需要绝缘而绕组转子需要。

laplace

看了欧阳兄的话，自叹才疏学浅呀。看来，我前面的观点是错误的了。
向楼主赔礼道歉，看来还真不是一个简单的问题，今天学习了。
还有就是邀请欧阳兄看看我的一个问题帖子
bbs.simol.cn/viewthread.php?tid=48892&extra=

苦于一直没有人能给出准确的解答。

xiao2hei

首先我感谢大家的积极讨论，有讨论，有碰撞，才有绚丽的思维火花
1.纠正下欧阳的关于鼠龙转子的相数， m=z（转子槽数 ），而不是每极下面的导体数（即m不等于z/2P）。
2.导体的感应电势为E=2.22f￠(￠为 转子每极磁通，f=s*50)，每根导体依次相差360*P/z 电角度.
3.转子电流极对数等于定子绕组的极对数。
4.鼠笼转子的折算与绕线式不同 Rr1=Rr/(4sin2(P*pi/z))    Xr1=Xr/(4sin2(P*pi/z))       《2 为平方关系》
故每相电阻漏抗为   R2=Rb+2Rr1    X2=Xb+2Xr1   Ke*Ki=4m1(N1*Kn1)2/z

故折算到定子测的为R2‘=R2*Ke*Ki    X2’=X2*Ke*Ki    即欧阳所谓的电势过小是错误的

qwxqwx

由于鼠笼转子的各相由单根导条组成，感应电势不大，加上导条与铁心迭片间接触电阻较大，所以一般不必在导条与铁心间专门加绝缘隔开。
而绕线转子有绝缘，我想多是从绕组本身的绝缘需要出发的。

标准答案

呵呵！讨论问题就应该这样，真理越辩越明吗！
为了使讨论更加明晰，有层次，我觉得大家先不要急于上理论，先把各自的观点亮明，再各自从理论上证明自己的观点！否则各位还没有理解对方的观点就指出理论论证中的错误，也许某些理论论证的错误并不影响它对其观点的证明力，只是一点无关紧要的小错误而已，这就有点乱了，为此我建议，我们的讨论分两个阶段，一是亮明论点，二是理论论证阶段，大家可以从理论上证明自己的观点，也可以指出对方理论论证中的错误！大家看这样可否？看了各位大侠的帖子，本人总结了一下各位的观点，不知理解的对不对，请各位先确认一下。
1 楼主xiao2hei 的观点是：因为转子各导条中的感应电势之和为0，所以不需要绝缘！
2 欧阳大师 的观点是：因为转子各导条中的感应电势很低，所以不需要绝缘！
3 laplace兄弟的观点说实话，我还真没有总结出来，我只知道他不同意欧阳的“感应电势很低，所以不需要绝缘！”之说，请laplace兄弟自己用一句话把自己观点亮明，这样才有辩论的基础。

   以上归纳如果各位没有异议就都冒个泡，确认一下，也请laplace兄弟补充一下你的论点。

标准答案

发完帖后又发现新加入了一个qwxqwx 兄弟，他的观点是在欧阳大师观点的基础上有多了一点：导条与铁心迭片间接触电阻较大
欢迎有更多的网友参加此次讨论，新加入的也建议首先亮明论点，再上论据！如果与其他网友论点相同也请标明赞同哪位的观点。
这个帖子看来要火，俺不谦虚地说，这个帖子的火与俺“扇风”有关，楼主应该请俺喝酒！

demo06

qwxqwx说得比较准确！！

laplace

难道“标准答案”故意跟我作对？对我的观点视而不见？不知道哪里得罪了，先说对不起了。

再说qwxqwx 兄的问题，导条与跌片所谓的接触电阻大我觉得并不应该是不用绝缘的原因，再大不至于导条在里面能够自由活动。如果说接触面积小，我觉得，绕线的是不是会更小呢？各个绕线都是圆形的，与跌片的接触点只有一点而已。

标准答案

首先我绝对没有和laplace兄弟作对，你也没有得罪过我，如果我帖子里有得罪你的地方还请你原谅，我真的没有提炼出你的论点，所以请你自己用一句话来表述一下你的论点。
真的别无他意，都是来这里讨论问题的，只有技术观点不同何谈作对，你多心了！呵呵！

龍が如く

我觉得道理很简单 电流就喜欢电阻小的路径 由于转子叠片 并且矽钢片本身电阻就比较大 绝大部分的电流都会从刀条走的 只有极其微小的电流（相比刀条中的）会经过矽钢片闭合

其实实心铁心的异步电机一样转的好好的

xiao2hei

回复 27# 标准答案 说明下，您总结我的观点似乎不够完善（也许是我没表达清楚） ，因此我再次总结和补充的简单些：
1：所有导体的电势和为0
2：因为端环的电阻远小于铁芯与导体的接触电阻，所以导体与铁芯间不需要绝缘（也就是对地绝缘）（我的帖子提出了这个观点，似乎这个论点是我的早些）
3：导体可认为是匝数为1的半只线圈，因为为1匝，所以没有匝间绝缘。
4：因为导体的电势较小（但绝对不是欧阳所谓的那么小），一般的小型异步机约为几十伏，人体在这种低压下的电阻为兆欧姆级别，所以即使触到端环不会感到触电。（欧阳所谓的电势计算是错误的，可以简单的假设下，超大功率的汽轮发电机的转子换为鼠笼转子，导体的电势高低可想而知）。
5：对于绕线式转子，首先线圈一般为多匝，有匝间绝缘，一个槽内一般有2（或者更多）个线圈的一个边，因此需要层间绝缘和对地绝缘。（倘若没有对地绝缘，则一个槽内的所有线圈边不能保证绝对良好的层间绝缘，因为只有层间垫条的话，槽内不同的线圈边通过铁芯绕过层间垫条，失去层间绝缘作用，因此必须附加对地绝缘，即对地绝缘和层间绝缘共同承担线圈边之间的绝缘。此时层间绝缘和对地绝缘没有却别，不可分割，只是人们的习惯“错误”叫法而已）。

6.鼠笼转子相数等于转子槽数，不存在什么线圈，因此不用绝缘。用端环只是为了形成电流回路，类似，倘若绕线式转子的三相引出线K L M短接，也可以正常运行，只是每相电流极大，发热很恐怖而已，原理上是可行的。
7.请大家思考下我发的首个帖子的最后一个图，试问，倘若感应电势较大，电阻R（人）会发生触电事故吗？

xiao2hei

因此我们可以清楚的得出一个结论，倘若导体构成线圈，那必须得绝缘，即有导体之间的电势互相串联。即鼠笼转子可看做Z相支路并联，每相为单根导体的电势。

laplace

回复 30# 标准答案
我的观点（无论对错）是感应电机转子所产生的感应电动势无论大小，在一个闭合回路内。如果需要绝缘，前提是有电势差。而感应电动势与外部不存在电势差，或者说，与外部不构成回路（如楼主最后一个电路图所示），所以不需要与外部的绝缘。
而为了使转子各极间绝缘，绕线转子还是需要绝缘的。

当然在看到欧阳的观点后，我自己有些动摇，还是基本功不扎实。而且我得承认感应电机这方面实践经验相当缺乏。

laplace

在这里讨论的朋友，看来对异步电机的理解还是比较深的。欢迎大家到我的一个问题帖子中去讨论一下，是关于异步发电机功率转换的问题。
地址如下：
bbs.simol.cn/viewthread.php?tid=48892&extra=

欧阳庆

此问题还在讨论啊? 请有关人好好再去学习一下相关的东西,不别脑子里老有固惯的想法; 再在异步笼型电机的转子可以做成绝缘的, 对电机是有一定的好处,也有人在进行类似的处理的目的是一样; 但只要客户与你的老板没有意见也可接收价格就可; 进行机电能量的转换可能有两种习惯上的做法,(1) 取低电压,可能很低,但尽可能扩大电流,即不限制电流, 也即不去人为的要限制电流,将人的意志强加进去;(2) 将电压限制在一定范围,同时也限制电流,也能做到所需的能量转换; 第一种就是笼型或实心转子的异步电机,第二种就是绕线式异步电机的方式;

欧阳庆

做了个异步单相电机的仿真,功率不大,115伏,50赫,从仿的结果可看出,转子的感应电势与电流,电势在毫伏级.

xiao2hei

我想谈谈端环的问题：
1.转子电流由负载决定
2.转子发热（其他情况相同时）主要取决负载的大小，负载重了，转子电流大，铜损变化是主要的。
3.转子输出的转矩T=Cm*磁通*转子电流*功率因数 （Cm取决于电机本体）   
绕线式电机启动时，转子串合适的电阻。转子电流减小了，但磁通几乎为鼠笼式的2倍，所以有很好的启动性能。正常运行时和鼠笼式没有区别，只是相间电压高些。
4.倘若“去掉端环”，靠导体与导体间的铁芯来导电，则Cm很小，转矩很小，但发热很厉害，不符合设计的目的，这也是为什么一般的磁阻电机功率小，效率低的原因。
5.端环保证了转子Z相导体形成的回路，结构上保证了Cm很大。保证了转子电阻很低，限制了铜损的增加，为实现大电流（拖动大负载），大扭矩，低发热的设计目的。满足生产要求

张老五

我的观点：
首先，由于相邻导体间的电势相位差很小，所以端环上电流也很小，电位降也很小
其次，导体中的电阻很小，但电流并不算小，在导体上的任何两点间，由电流作用在电阻上的电位降同感应电势基本上是平衡的，也就是说，导体上的任何一点对地的电位都很小
最后，相对来说，导条和端环的电阻，相对于硅钢片以及接触电阻来说还是比较小的，所以，电流会选择沿导条端环这条线路而不是其他
综上所述，鼠笼电机导条无需绝缘

xiao2hei

回复 39#
请教一下：
到此，感觉你我的有些观点是一致的，但我一直对自己帖子最后的一个图不是很确定（主题帖子最后一个图片，就是所谓的接触端环人是否会触电的问题）。电路没学好，这种情况有点迷茫，倘若感应电势很高的话，电阻R（人体）会有较明显的电流流过吗 ，或者严格的说下，这个电路电阻R的电流是否为0，不为0的话，那是多少？