电机与拖动（第2版）教学课件作者程龙泉第8章.pptx

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1、第8章特殊电机8.1单相异步电动机8.2三相异步电动机8.3伺服电动机8.4步进电动机8.5测试发电机8.6自正角机本章小结8.1单相异步电动机1.单相绕组的脉动磁场在单相定子绕组中通入单相交流电流如图8-2（a）所示，假设在交流电的正半周，电流从单相定子绕组的左半侧流入，右半侧流出，则由电流产生的磁场如图8-2（b）所示，该磁场的大小随电流的变化而变化，方向则保持不变。当电流过零时，磁场也为零。当电流变为负半周时，产生的磁场方向也随之发生变化，如图8-2（c）所示。下一页返回8.1单相异步电动机2.两相绕组的旋转磁场可以证明，具有90°相位差的两个电流通过

2、空间位置相差90°的两相绕组时，产生的合成磁场为旋转磁场。图8-3和图8-4说明了产生旋转磁场的过程。如图8-3所示为两相对称电流。如图8-4所示分别为ωt=0°、45°、90°时合成磁场的方向。由此可见，该磁场随着时间的增长沿顺时针方向旋转。上一页下一页返回8.1单相异步电动机8.1.2单相异步电动机的机械特性由前面分析可知，若单相异步电动机只有一个工作绕组，向单相异步电动机工作绕组通入单相交流电后，会产生幅值和方向随时间变化的脉动磁场。该脉动磁场可以分解为两个大小相等、方向相反的旋转磁场。这两个磁场在转子中分别产生两个正向和反向的电磁转矩T+、T-，它们

3、试图使转子分别正转和反转，这两个转矩叠加起来就是使电动机转动的合成转矩T。不论是正向转矩还是反向转矩，它们的大小与转差率的关系和三相异步电动机的情况是一样的。图8-5是单相异步电动机的转矩特性曲线。上一页下一页返回8.1单相异步电动机8.1.3单相异步电动机的启动1.分相启动电动机分相启动电动机包括电容启动电动机、电容运转电动机、电容启动运转电动机、电阻启动电动机。1）电容启动电动机定子上有两个绕组，一个称为主绕组(或称为工作绕组)，用l表示，另一个称为辅助绕组(或称为启动绕组)，用2表示。上一页下一页返回8.1单相异步电动机两绕组在空间相差90°，在启动绕

4、组回路中串接启动电容C作电流分相用，并通过离心开关S或继电器触点S与工作绕组并联在同一单相电源上，如图8-6（a）所示。因工作绕组呈电感性，I1滞后于U。若适当选择电容C，使流过启动绕组的电流Ist超前I190°。如图8-6(b)所示，这就相当于在时间相位上互差90°的两相电流流入在空间相差90°的两相绕组中，便在气隙中产生旋转磁场，并在该磁场作用下产生电磁转矩使电动机转动。上一页下一页返回8.1单相异步电动机2）电容运转电动机在启动绕组中串入电容后，不仅能产生较大的启动转矩，而且运行时还能改善电动机的功率因数和提高过载能力。为了改善单相异步电动机的运行性能

5、，电动机启动后，可不切除串有电容器的启动绕组。这种电动机称为电容运转电动机，如图8-7所示。上一页下一页返回8.1单相异步电动机3）电容启动运转电动机电容运转电动机虽然能改善单相异步电动机的运行性能，但电动机工作时比启动时所需的电容量小。为了进一步提高电动机的功率因数、效率、过载能力，常采用如图8-8所示的电容启动运转电动机接线方式，在电动机启动结束后，必须利用离心开关s把启动电容切除，而工作电容仍串在启动绕组中。上一页下一页返回8.1单相异步电动机4）电阻启动电动机电阻启动电动机的启动绕组的电流不用串联电容而用串联电阻的方法来分相，但由于此时I1与Ist之

6、间的相位差较小，因此其启动转矩较小，只适用于空载或轻载启动的场合。2.罩极电动机罩极电动机结构如图8-9所示。定子一般都采用凸极式的，工作绕组集中绕制，套在定子磁极上。在极靴表面的1/4～1/3处开有一个小槽，并用短路环把这部分磁极罩起来，故称罩极电动机，短路环起到启动绕组的作用，称为启动绕组。罩极电动机的转子仍做成笼型。上一页下一页返回8.1单相异步电动机8.1.4单相异步电动机的调速1.串电抗器调速这种调速方法将电抗器与电动机定子绕组串联，通电时，利用在电抗器上产生的电压降使加到电动机定子绕组上的电压低于电源电压，从而达到降压调速的目的。因此用串电抗器调

7、速法时，电动机的转速只能由额定转速向低速调速。图8-10是电风扇的串电抗器调速电路。上一页下一页返回8.1单相异步电动机2.绕组抽头调速电容运转电动机在调速范围不大时，普遍采用定子绕组抽头调速。这种调速方法是在定子铁芯上再放一个调速绕组（又称中间绕组）D1D2，它与工作绕组及启动绕组连接后引出几个抽头，通过改变调速绕组与工作绕组、动绕组的连接方式，调节气隙磁场大小及椭圆度来实现调速的目的，这样就省去了调速电抗铁芯，降低了产品成本，节约了电抗器的能耗。其缺点是使电动机嵌线比较困难，引出线头多，接线复杂。这种调速方法通常有L形接法和T形接法两种，如图8-11所示

8、。上一页下一页返回8.1单相异步电动机3.串电容调速