电机基础学310

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1、3.10单相感应电动机3.10.1单相感应电动机的工作原理单相感应电动机的转了与三相感应电动机的转了是同样的笼型，但是在定了上是单相绕组。通常单相感应电动机的两相绕组在定子圆周上按互差90°空间电角度嵌放。启动绕组只是在启动时接入电源，启动完毕后将它从电源上脱开，运行时只有一个绕组接电源。首先，分析只有一相工作绕组接在电源上的单和感应电动机的工作原理。单相绕组虽然不产生旋转磁场，但能产生交变磁场。交变磁场如图3.33所示，对以将其分解为两个相反方向，并都以同步转速旋转的磁能①a和①b。我们也可以把单相感应电动机看成两台

2、同轴连接的三相感应电动机，如图3.33所示，两台三相感应电动机接在同一三相电源上，但相序相反，因而两台电动机三和绕组所产生的旋转磁势幅值相等，转向相反。旋转磁通①a和①b的转矩转速特性见图3.33,合成后就是转矩7；因此，哪个方向加力就向哪个方向旋转。跟普通的三相感应电动机一样，T+和匸対应的机械特性如图3.34中虚线所示，单相感应电动机的电磁转炬是两台等效三相感应电动机转矩Z和，即T=T++T-。图3.34屮实线为单相感应电动机的机械特性f(T)曲线。从图3.34的机械特性曲线可以看出单相感应电动机的特点：%1当单相

3、感应电动机转了停转时，即使电源回到定了绕组上，由于〃=0时，电磁转矩T=T++T-=0,所以启动转矩Tst=0,无法自启动，必须采用其他方法进行启动。%1单相感应电动机启动后，转速nHO,sHl,使TMH0若TM>TL,在撤销启动措施后，电动机能口行加速到某一相应转速下稳定运行。%1在n=(),s=l,两边，合成转矩是对称的，故单相感应电动机没有固定转向，其稳定运行时的转向，由启动转矩的方向决定。%1由于反向电磁转矩的存在，使合成转矩减小。因此，单相感应电动机的过载能力比三相感应电动机要小。机械特性变软，当负载转矩变化

4、时，转速变化较大，输出功率减小,效率降低。3.10.2单相感应电动机的启动方法前面讲过，单相感应电动机没有启动转矩，不能自启动。在使它具有一定的启动转矩，那就必须设法让它在启动时能产生一个旋转磁场，这样就和普通三相感应电动机相似。单相感丿应电动机的启动方法有分相启动和罩极启动两种，因此单和感应电动机根据启动方法和启动性能上的差异相应地分为分相型电动机和罩极电动机两类。1、分相型单相感应电动机为了产生旋转磁场，在单相感应电动机定了中必须嵌入两套绕组。一个是工作绕组，另一个是启动绕组。这两个绕组在空间上相差90°电角度，如

5、图3.35所示。工作绕纽和启动绕组都接到单相电源上。如果在单相感应电动机的启动绕组中串入一个大小合适的电阻或电容，使得两个绕组中的电流的产生相位差，就可以产生旋转磁场，从而产生启动转矩。用上述方法启动的感应电动机称为单相分相感应电动机。分和型感应电动机乂可分为电阻分相型和电容分和型两类。(1)电阻分相型单相感应电动机电阻分札I型感应电动机一般会将启动绕组的电阻做得较人，它的电流I?超前于工作绕组的电流h，如图3.35所示。启动电流【2与供电电压Z间的夹角较小；而工作绕组的电阻较小、电感较人，所以工作电流IiM供电电压Z

6、间夹角较大。这样，在h和bZ间造成了一定的相位差，在电动机的气隙中产生椭闘磁场，从而产生电磁转矩较小，启动电流较大。(2)电容分和型单相感应电动机电容分相型单相感应电动机就是在启动绕组上串联一个电容，如图3.36所示。如果电容选择合适，就可以使得启动绕纟R中的电流12超前于工作绕组屮的电流I,等于或接近90°电角度。这就能在电动机气隙中产生一个旋转磁场，从而得到较大的启动转矩和较小的启动电流。対于电容分相型单相感应电动机启动后，其运行方式有两种：一种是分相启动单相运行，这种电动机在启动绕组中串联一个离心开关或继电器，当

7、电机转速达到额定转速的80%左右时，开关自动断开，使启动绕纟fl脱离电源，靠工作绕组单相运行，这种电动机叫做电容启动型单相感应电动机；另一种是分相启动两相运行，启动以后开关不断开，讣启动绕组在电机运行期间长期接到电源上工作，这种电动机叫做电容运转型单相感应电动机，这实际上已经和当于一台两相感应电动机。因此，定子绕组在气隙中建立较好的旋转磁场，使得电动机运行性能得到改善，这种电动机的功率因数、效率、过载能力比普通的单相感应电动机好。但是由于电容长期工作，所以必须选择具有较好运行性能的电容器。2、罩极型单相感应电动机罩极型

8、单相感应电动机如图3.37所示，这种电动机的定子做成凸极形状，每个极上绕冇励磁绕组。每个极面上的一边开冇小槽，小槽中嵌入短路铜环，罩住磁极的1/3。铜环的作川相当于变压器的副边绕纽，能产住感应电动势和感应电流。它将阻止磁通变化，使得这一部分磁通与另外一部分不穿过短路铜环和磁通之间出现相位差。这两部分磁通在空间上相差一定角度，在时间