11单相异步电动机及异步电机的其他运行方式

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1、第12章单相异步电动机异步电机的其它运行方式在不对称电压下的运行一、不对称运行的分析方法不对称：各相电流(或电压，电势)大小不同，或相位不依次差120°应用对称分量法，把不对称三相电压分解为正序分量、负序分量和零序分量分别计算各序系统电流和转矩，然后叠加在对称的三相系统，三相中的电压Ua、Ub、Uc对称，只有一个独立变量。Ub=α2Ua,Uc=αUa复数算子α＝ej120＝e-j240，且α2＝ej240＝e-j120；α3＝ej360＝ej0＝1。α=cos120°+jsin120°1、对称系统2．对称分量法分解为三个独立的对称系统，即正序系统、

2、负序系统和零序系统例：Ua、Ub、Uc为不对称三相电压下标“+”、“-”、“0”分别表示正序、负序和零序对称分量法Ua+、Ub+、Uc+组成正序系统满足约束条件Ub+=α2Ua+,Uc+=αUa+正序系统：每相大小相等，相序为a、b、c，彼此相位差120。Ua-、Ub-、Uc-组成负序系统满足约束条件Ub-=αUa-,Uc-=α2Ua-负序系统：是每相大小相等，相序为a、c、b，彼此相位差120。Ua0、Ub0、Uc0组成零序系统满足约束条件Ub0=Ua0,Uc0=Ua0零序系统：每相大小相等且同相位。共同性质：三相大小相等，彼此之间相位差相等（1

3、）由不对称系统分解得到的正序、负序和零序系统都是对称系统。对称系统容易求解。当求得各个对称分量后，再把各相的三个分量叠加便得到不对称运行情形。（2）不同相序电流流经电机和变压器具有不同物理性质，具有不同阻抗参数。（3）对称分量法根据叠加原理，只适用于线性参数的电路中。3、正序等效电路正序电压，产生正序电流，建立正向旋转磁场，产生正向转矩，拖动转子同方向旋转。正序转差率4、负序等效电路负序电压，产生负序电流，建立负向旋转磁场，产生反向转矩，与转子旋转方向相反。负序转差率5、零序电压与零序电流异步电机一般不接中线，可不考虑零序电流。不对称运行分析负序对运

4、行的影响较小的负序电压会产生较大的负序电流例如：U1-＝0.05UN，I1-＝(5-7)0.05IN＝(0.25—0.35)IN。它与正序电流叠加，可能使某相电流大大超过额定电流。合成转矩小于正序转矩，导致起动性能和过载能力下降例11-1正常运行时电磁转矩T=343N.m定子电流I1=84.7A电源一相断线（两相运行）负载不变时，转速有下降，s增大定子电流I=166A急剧增大单相异步电动机单相异步电动机定子两相绕组：m主绕组，工作绕组a辅助绕组，起动绕组转子为鼠笼式绕组1、单相异步电动机特点辅助绕组a串联一移相元件(通常是电容器)，然后与主绕组m并联

5、接到单相电源结构上，实质上是两相电机Im、Ia不同相位，实质上是两相运行2、分析方法①对称分量法②双旋转磁场理论③交轴磁场理论3、对称分量法分析工作原理辅助绕组开路时Ia＝0对称分量法分解成对称分量设转子的旋转方向为自a相转向m相3、对称分量法分析工作原理辅助绕组开路时电压分量电流分量4、辅助绕组开路时的转矩4、辅助绕组开路时的转矩1．起动转矩等于零当s＝l时，T+＝T-，T＝0，单相电机仅一个绕组工作不能自行起动。2．转动后单相电机可以在一个绕组情况下运行转子转动时，则Z+＞Z-，T+＞T-，TO，由于有负序转矩存在，所以其过载能力和效率均有所降

6、低。3．理想空载状态也达不到同步转速因有负序转矩存在，即使转轴上不带任何负载，转子电流也不可能为零，单相电机达不到同步转速。5、两相通电时的磁势两相绕组的磁势合成磁势若Fa=Fm，=90则圆形旋转磁场6、单相异步电动机的起动电容电动机电容运行电容起动双值电容电容运转电动机额定负载时有接近圆形旋转磁场，性能性能较好起动时椭圆度差，起动转矩小空载有负序磁势，空载电流大，损耗大电容起动电动机合理选择电容器和主辅绕组匝数，使起动时气隙磁场接近圆形旋转磁场。可以有较高的起动转矩。电动机起动后，在离心力作用下断开常闭触点，自动切断辅助电路——单相运行双值电容

7、电动机在辅助绕组回路中串接两个并联的电容器运行电容CR固定接入辅助绕组电路起动电容Cs在起动时接入，起动后靠离心开关Q断开电机有较好的起动和运行性能6、单相异步电动机的起动电阻起动单相电动机只要两个回路的阻抗不同，Im、Ia便不同相位，从而建立旋转磁场，产生电磁转矩结构简单，起动转矩低7、罩极电动机罩极绕组——短路环穿过短路环与不穿过短路环的两部分磁场有时间相位差——两个磁场在空间和时间上不同相合成磁场是椭圆形旋转磁场，旋转方向从未罩极部分转向罩极部分12123kEkIk异步发电机异步发电机发电机运行：原动机拖动转子旋转，且转速大于旋转磁

8、场的同步速异步发电机相量图输入有功功率小于0，表明输出有功功率异步发电机运行方式与电网并联电压和频率完全取决