电机及拖动基础 第2版 教学课件 作者 胡幸鸣 第六章.ppt

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1、电机及拖动基础第2版第六章其他用途的电动机在拖动系统中，除了使用前面介绍的三相异步电动机和直流电动机外，还有使用其他各种用途的电动机。本章主要介绍一些常用的或新颖的其他用途的电动机，如单相异步电动机、同步电动机、直线电动机等，以适应生产和日常生活中的各种需要。下面将逐一简要介绍它们的结构、工作原理及特点等。第一节单相异步电动机单相异步电动机是由单相电源供电的。由于单相异步电动机具有电源方便、结构简单、运转可靠等优点，因此被广泛应用在家用电器、医疗器械、自动控制系统和小型电气设备中。单相异步电动机的结构与三相笼型异步电动机结构相似，但转子只采用笼型，定子只安装单相绕组或两相绕组。与同容

2、量的三相异步电动机相比，单相异步电动机的体积较大，运行性能较差，所以单相异步电动机只制成小容量的。下面对单相异步电动机的工作原理、运转情况等作一介绍。一、单相单绕组异步电动机的工作原理1.单相绕组的脉振磁场及脉振磁场的分解单相异步电动机定子上的主绕组是一个单相绕组。当主绕组外加一个单相正弦交流电源后，就有单相正弦交流电流通过主绕组，在气隙中就会产生一个脉振磁场(或称脉动磁场)。为了便于分析问题，利用已经学过的三相异步电动机的知识来研究单相异步电动机，因此首先将脉振磁通势分解为旋转磁通势。通过图6-1分析可知，一个脉振磁通势可以分解为两个大小相等(大小为脉振磁通势幅值的一半，F+=F-

3、=F/2)、旋转速度相等、旋转方向相反的正、反向旋转磁通势；反之，同样也成立。其中与电动机转动方向相同的磁通势称为正向旋转磁通势，而与电动机转动方向相反的磁通势称为反向旋转磁通势，由正、反向磁通势对应产生的磁场分别称为正向旋转磁场和反向旋转磁场。相反，幅值相等的一正一反两个旋转磁场同样也能合成一个脉振磁场。2.单相异步电动机的机械特性由于脉振磁场可以分解为两个正、反向的旋转磁场，因此可以认为单相异步电动机的电磁转矩，是由这两个正、反向旋转磁场分别产生的电磁转矩所合成。如果用某种方法使电动机旋转起来，则正向旋转磁场F+在转子上产生正向电磁转矩T+，它的变化情况与三相异步电动机的相同，如

4、图6-2中的曲线1所示，T+=f(s+)，此时转差率为同样，反向旋转磁场F-在转子上也会产生反向电磁转矩T-，如图6-2中的曲线2所示，T-=f(s-)，对应的转差率为由于正、反向电磁转矩同时存在，因此单相异步电动机的电磁转矩应为二者的合成转矩，即图6-2单相异步电动机的机械特性曲线T=T++T-，故此可得到单相异步电动机的机械特性T=f(s)，如图6-2中的曲线3所示。当T+为拖动转矩时，T-就为制动转矩。从曲线上可以得到如下结论：1)当转子不动时，n=0,s+=s-=1,这时T+=｜T-｜，故Tst=T++T-=0，表明单相异步电动机无起动转矩，如不采取其他措施，则不能自行起动

5、。图6-2单相异步电动机的机械特性曲线T=T++T-，故此可得到单相异步电动机的机械特性T=f(s)，如图6-2中的曲线3所示。当T+为拖动转矩时，T-就为制动转矩。从曲线上可以得到如下结论：1)当转子不动时，n=0,s+=s-=1,这时T+=｜T-｜，故Tst=T++T-=0，表明单相异步电动机无起动转矩，如不采取其他措施，则不能自行起动。2)如果外力作用使电动机转动起来，这时s≠1，T≠0。若合成转矩大于负载转矩，则电动机将加速并在达到某一转速时稳定运转，而旋转的方向由电动机起动时的方向，即外力方向来确定。电动机旋转后，气隙中的磁场变为椭圆形旋转磁场。3)由于存在反向电磁转矩T-

6、，它起制动作用，使得电动机的总输出转矩减小，所以，单相异步电动机的过载能力、效率、功率因数等均低于同容量的三相异步电动机。二、单相异步电动机的类型及起动方法单相单绕组异步电动机不能自行起动，要使单相异步电动机像三相异步电动机那样能够自行起动，就必须在起动时建立一个旋转磁场。常用的方法是采取分相式或罩极式。1.单相分相式异步电动机单相分相式异步电动机是在电动机定子上安放两相绕组，如果U1U2绕组和V1V2绕组的参数相同，而且在空间相位上相差90°电角度，则为两相对称绕组。如果两相对称绕组中通入大小相等、相位相差90°电角度的两相对称电流，则可以证明(用类似于三相异步电动机的作图法)两相

7、合成磁场为圆形旋转磁场，其转速为n1=(60f)/p，与三相对称交流电流通入三相对称绕组产生的旋转磁场性质相同。同样可以分析得出：当两相绕组不对称或两相电流不对称而引起两相的磁通势幅值不等或相位移不是90°时，则气隙中将产生一个幅值变动的旋转磁通势，其合成磁通势矢量端点的轨迹为一个椭圆，即为椭圆形旋转磁场。一个椭圆形旋转磁场可以分解为两个大小不等的正向和反向圆形旋转磁场，如图6-3所示。正、反向旋转磁场产生的电磁转矩分别对转子起拖动、制动作用。(1)单相电