电机有效过程控制与拖动-第3章-单相异步电动机及其拖动有效过程控制.ppt

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1、1第3章单相异步电动机及其拖动控制2.单相异步电动机的启动3.单相异步电动机的调速本章重点：1.单相异步电动机的结构及工作原理2单相异步电动机是应用单相交流电源供电的一种小功率电动机，又称分马力电动机。它在结构上与三相异步电动机相似，定子铁心也用硅钢片叠压而成，定子绕组只有一相，嵌装在定子槽内，其转子也为笼型。具有其结构简单、价格便宜、维护及使用方便等优点。应用：主要应用于自动控制、医疗机械、洗衣机、电冰箱、吸尘器、小型鼓风机等。单相异步电动机与同容量的三相异步电动机相比较，则体积较大、效率较低、运行性能较差。一般只制成小型和微型系列的单相异步电动机。33.1单相异步电动机的结构

2、1.单相异步电动机的机构单相异步电动机的结构和三相异步电动机的结构类似，如上图所示4（1）基本结构包括定子和转子两部分定子、转子都是由绕组和铁心组成铁心一般由0.5mm的硅钢片叠压而成。（2）定子部分包括机座、铁心、绕组三大部分。定子绕组，采用两相绕组的形式，即主绕组和辅助绕组。主、辅绕组的轴线在空间相差90°电角度，两相绕组的槽数、槽形、匝数可以是相同的，也可以是不同的。5（3）转子部分转轴、铁心、绕组三部分。两种型式：笼型和电枢型。笼型转子绕组是用铝或者铝合金一次铸造而成，它广泛应用于各种单相异步电动机。电枢型转子绕组采用与直流电机相同的分布式绕组型式，按叠绕或波绕的接法将线

3、圈的首、尾端经换相器连接成一个整体的电枢绕组，电枢式转子绕组主要用于单相异步串励电动机。62.启动装置辅助绕组用于启动。除电容运转式电动机和罩极式电动机外，启动结束后辅助绕组都必须脱离电源，以免烧坏。需配有相应的启动装置。离心开关和启动继电器两大类。7（1）离心开关旋转部分和固定部分。转速达到额定转速70%~80%时，离心块的离心力大于弹簧的压力指型铜触片脱开，辅助绕组被断开8缺点：结构复杂，易发故障，检修不便。9①电压型启动继电器（2）启动继电器：电压型、电流型、差动型三种10②电流型启动继电器11③差动型启动继电器：电压、电流两个线圈，工作更可靠123.2单相异步电动机的工作

4、原理两个定子绕组:主绕组和辅助绕组主绕组：用以产生主磁场辅助绕组：与主绕组共同作用，产生合成的旋转磁场，使电动机得到启动转矩。131单相绕组的脉振磁场（1）单相绕组产生的磁场是一个脉振磁场磁场轴线不动，但磁场的强弱和方向像正弦电流一样，随时间按正弦规律作周期性变化14（2）脉振磁场的分解分解成两个旋转磁场之和旋转速度相等，但旋转方向相反磁感应强度的幅值为原脉振磁场的磁感应强度幅值的一半没有启动转矩，但一旦启动，将按启动方向达到稳定转速152两相绕组的旋转磁场单相绕组启动转矩等于零，不能自行起动两套绕组：主绕组（也叫工作绕组、运行绕组）和辅助绕组（也叫启动绕组、副绕组）主、辅绕组在

5、定子空间布置上相差90°电角度两套绕组中的电流在时间上相差90°电角度可形成旋转磁场启动起来后自动将辅助绕组从电源断开，仅剩下主绕组在线路上工作。16两相绕组产生的两相旋转磁场如图所示：173单相异步电动机的力矩特点脉振磁场的分解，相当于将单相异步电动机分解为两个转向相反的三相异步电动机，产生使电动机正转和反转的电磁转矩T+和T-。正转电磁转矩若为拖动转矩，那么反转电磁转矩为制动转矩。18单相异步电动机的Tem—s曲线（1）正转磁场电动机的转差率（转矩曲线1）：（2）反转磁场转差率（转矩曲线2）：（3）合成转矩（曲线3）19单相异步电动机的Tem—s曲线（4）特点：电动机不转时，

6、电动机无启动转矩如果施加外力使电动机向正转或反转方向转动，这样合成电磁转矩不等于零，去掉外力，电动机会被加速到接近同步转速。即：单相异步电动机虽无启动转矩，但一经启动，就会转动而不停止203.3单相异步电动机的启动方法1分相式电动机（1）结构形式：单相分相式电动机又称为电阻启动异步电动机，主要由定子、转子、离心开关三部分组成。转子为笼型结构，定子采用齿槽式，如图所示。21（2）接线图离心开关或启动继电器两相电阻不同，形成分相（电阻分相）22（3）特点构造简单、价格低廉、故障率低、使用方便（4）应用具有中等起动转矩和过载能力，适用于低惯量负载、不经常起动、负载可变而要求转速基本不变

7、的场合，如小型车床、鼓风机、电冰箱压缩机、医疗器械等。232电容式电动机电容电动机和同样功率的分相电动机，在外形尺寸、定、转子铁心、绕组、机械结构等都基本相同，只是添加了1～2个电容器而已。（1）电容启动式电动机电容器一般装在机座顶上。一般采用电容量较大，价格较便宜的电解电容。为加大起动转矩，其电容量可适当选大些。24（2）电容运转式电动机电容器与起动用副绕组中没有串接启动装置要求电容器能长期耐较高的电压，故必须使用价格较贵的纸介质或油浸纸介质电容器，而绝不能采用电解电容器。省去