CH13 单相异步电动机,异步发电机及特殊.ppt

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1、第十三章单相异步电动机，异步发电机及特殊异步电机主要内容单相异步电动机异步发电机交流测速发电机第一节单相异步电动机单相异步电动机由单相电源供电，使用方便，广泛应用于家电、电动工具、医疗器械中。与同容量的三相异步电动机比较而言，单相异步电动机的体积大、运行性能较差，所以单相电机只做成小容量的。单相异步电动机通常在定子上有2相绕组，转子是普通的鼠笼转子。根据两个定子绕组的分布及供电况的不同，可以产生不同的起动和运行性能。一.工作原理（单绕组异步电动机）当起动绕组已经断开，单相异步电动机只有一个绕组——主绕组m接在电源上，也可采用对称分量法，把它看作对称二相绕组在不

2、对称电压下运行，如图13-1所示，设对称二相绕组，在空间角度差90电角度，m相绕组外施电压，a相绕组外施电压为零，从而m相电流为，a相电流，采用对称分量法得到正、负序电流分量为图13-1单相异步电动机原理图当据“异步电动机在不对称电源电压下运行”可知，正序电流系统、产生正序旋转磁场（对应转差率为s）、正向电磁转矩T+；负序电流、产生负序旋转磁场（对应转差率为2-s）、反向电磁转矩T-。在同一坐标系中，分别画出两种情况的转矩——转差曲线：T+=f（s），F-产生T-=f（s），两者之和即为单相异步电动机机械特性T=T++T-，如图13-2所示。由合成曲线T=f

3、（s）可以得出结论：图13-2单相异步电动机机械特性曲线1）s+=s_=1（n=0），即单相异步电动机（单绕组）起动转矩为零，故电机不能自起动；2）在图13-2的第一象限0T_，电机合成转矩T为正，且为驱动转矩，但T_存在，合成转矩T

4、矩比三相异步电动机的最大转矩小，且过载能力要差一些；转向不是固定的，它的转向取决于起动时的转向。二.等效电路和性能分析对于正序、负序分量写出电压平衡方程式将上式相加即于是可得到图13-3所示的等效电路，从而单相异步电动机的电磁转矩为图13-3单相异步电动机的等效电路图若忽略励磁电流，则值得指出的是，在此情况下，定子绕组为两相绕组，转子参数进行折算时，变比公式中m1=2，励磁阻抗也应对应于两相旋转磁场的数值。三.单相异步电动机的起动方法单相异步电动机的起动，就是要使定子产生一个旋转磁场，最好是产生一个圆形旋转场。有了旋转磁场，单相异步电动机就能起动。根据使定子产

5、生旋转磁场的方法，可将单相异步电动机分为分相式电动机和罩式电动机。1.分相式单相异步电动机（1)串电阻分相串电阻分相起动的单相异步电动机如图13-4。图13-4串电阻分相起动单相异步电动机主绕组m和副绕组a接到同电源电压U上，在主绕组电路中，感抗比电阻大的多，所以主绕组内电流Im的相位滞后于电源电压U，且相位角较大；在副绕组中，电阻比感抗大，副绕组的电流Ia的相位角也滞后于电源电压U，但相位角较小，这样Im，Ia之间出现了相位差。电阻分相法就是用电阻使副绕组和主绕组的电流产生相位差的方法。电阻起动异步电动机的起动绕组只可以短时间工作，待电动机转速达到75%-8

6、0%额定转速时，由起动（离心）开关S将副绕组切断，由绕组单独运行工作。离心开关是利用转子转速的变化，引起重块所产生的离心作用，通过滑动机构来闭合或分断触点，达到在起动时接通起动绕组的目的。电动机运转时，重块飞离、触点断开。电动机停止转动，重块复位，触点闭合，可以重新启动。单相电阻起动异步电动机功率等级有40，60，120，180，260，350W，额定电压为220V，同步转速有1500转/分，3000转/分。适宜具有中等起电脑感转矩和过载能力的小型车床，鼓风机，医疗机械等。（2）串电容分相串电容分相起动的单相异步电动机如图13-5，副绕组a与电容器C及离心开关

7、S串联后，与主绕组m并联，再与电源接通。在副绕组电路内，容抗大于感抗，是电容性电路。如果电容器选择适当，可使起动时的Ia相位正好超前Im为90。电容分相法就是用电容器使副绕组和主绕组内的电流产生相位差的方法。图13-5电容起动单相异步电动机单相电容起动异步电动机的副绕组和电容器只可以短时间工作，待电动机转速达到75%-80%额定转速时，由起动（离心）开关S将副绕组切断，由绕组单独运行工作。单相电容起动异步电动机的基本系列代号为CO，CO2。功率等级有120，180，250，370，550，750W，额定电压为220V，同步转速有1500转/分，3000转/分

8、。适宜具有较高起动转矩的小型空气压缩机