06电机拖动 第五章 异步电机(二)35.ppt

第五章 异步电机（二） 一 单相异步电动机的工作原理 单相异步电动机：由单相电源供电的异步电动机 ——一台三相异步电动机，其定子绕组仅一相供电、或者一相断开时的运行，都是单相电源供电 单相脉振磁动势的分解 由单相交流电流 ——建立一种脉振磁动势 其基波磁动势为： 正转磁动势，向着x正方向旋转，用矢量F+表示 反转磁动势，向着x反方向旋转，用矢量F-表示 正反向旋转磁场的合成电磁转矩 单相异步电动机的特点 （1）自身没有起动转矩 电动机不转时，n=0，即s+=s-=1，此时合成转矩Te++Te-=0，电动机无起动转矩 二 单相异步电动机的主要类型和起动方法 解决单相异步电动机起动的根本措施，就是设法使电动机中再建立一个脉振磁动势，而其相位和位置不同于原来存在的脉振磁动势。 ——变起动时的脉振磁动势为旋转磁动势。 ——广义地讲为椭圆形旋转磁动势，理想的 话可为圆形旋转磁动势 ——电动机不但能自行起动，且能运行 为了获得所需的起动转矩，单相异步电动机的定子进行了特殊设计 根据起动方法和相应结构不同，常用两种类型： 1）分相式电动机； 2）罩极式电动机。 转子都采用笼型转子，定子结构不同。 在定子单相主绕组（工作绕组）之外，另装一个辅助绕组（起动绕组），并接在同一单相电源上。辅助绕组与主绕组在空间上相差90o电角度；辅助绕组中串入适当的电阻或电容，使辅助绕组与主绕组中的电流相位不同。 ——从而获得在空间上相差90o而时间上相差一定电角度的两个脉振磁动势。 两相脉振磁动势的合成 显然，通过合理选择参数，可使空间上相差90o的两个绕组中加入相位差也为90o的电流，则： 辅助绕组中串联电容，使辅助绕组电流超前于主绕组电流90o电角度 气隙中建立椭圆度较小的圆形旋转磁场，故起动转矩较大、起动电流较小 定子铁心多制成凸极式，由硅钢片叠压而成。每极上的工作绕组为集中绕组，每极极靴的一边开槽嵌入短路铜环，称为罩极线圈。 未穿过短路环的磁通为 穿过短路环的磁通为 由于短路环中感应电流的阻碍作用，使得 在相位上滞后 从而在定子极面上形成一个向短路环方向移动的“扫动磁场”，其实质是一种椭圆度很大的旋转磁场，这样，就使电动机获得起动转矩。 三 单相异步电动机的用途 相比同容量的三相异步电动机，单相异步电动机的功率因数、效率和过载能力都较低，但它仅需单相供电——小容量单相异步电动机在日常生活、家用电器、医疗器械和某些工业装置中应用很广。 罩极式电动机起动转矩较小，转向不可改变——常用于小台扇、电唱机、录音机中，容量一般在几十瓦以下； 电容分相式电动机起动转矩较大，转向可改变——常用于洗衣机、空气压缩机、空气调节器、电冰箱中，容量一般在几百瓦以下。 本章小结 * 电机学及拖动基础 * 重庆大学自动化学院 电机学及拖动基础 单相异步电动机 主要内容 一 单相异步电动机的工作原理 二 单相异步电动机的主要类型和起动方法 三 单相异步电动机的用途 单相电源供电的异步电动机接线图 单相供电 一相断开 分解式表明：一个脉振磁动势可分解为两个幅值相等、且幅值等于脉振磁动势幅值一半，旋转转速相同但旋转方向相反的两个旋转磁动势分量。 分别产生正转和反转磁场，其磁通为Φ+和Φ- 正、反转磁场在转子绕组中感应出电动势和电流 产生使电动机正转和反转的电磁转矩Te+和Te- 正转—— 反转—— 合成转矩 (正向) 起动转矩 为零 (反向) 正 转 转 反 （2）一经起动，外力去除后仍按原方向继续转动 若用外力拖动电动机正转或反转，即s+或s-不等于1，此时合成转矩不等于0，电动机起动；去掉外力，电动机仍有运行转矩，按原方向继续转动 ——单相异步电动机能否运行取决于起动转矩，如何解决起动问题是其实用的关键问题； ——单相异步电动机旋转方向可以是任意的，其转向取决于起动时的旋转方向。 1、分相式电动机 分相式电动机的定子示意图 分相式电动机的接线图 合成磁动势： 若FA=FB，则： ——正圆形旋转磁动势 若FA≠FB，则： ——椭圆形旋转磁动势 ——正转磁动势幅值大于反转磁动势幅值 若要改变转动方向？ ——只需改变辅助绕组与主绕组中电流相序，即将接线端子对调 （1）电容分相电动机 串入电容的作用：解决起动问题、改善电动机功率因数、提高电动机过载能力 根据离心开关K是否断开，分为——电容起动；电容运行 （2）电阻分相电动机 辅助绕组中串联电阻，辅助绕组电流不仅不可能超前于主绕组电流达到90o电角度，而且其值不大 气隙中建立椭圆度较大的旋转磁场，故起动转矩较小、起动电流较大 2、罩极式电动机 转动方向？ ——总是从未罩住的极面转向被罩住的极面，因此制成后转向不可改变。 * 电机学及拖动基础