电机与电力拖动-第7章-其他电机.ppt

第九章 其他交流电动机 ? 单相异步电动机 ? 同步电动机 §1 单相异步电动机 一、单相异步电动机的简单工作原理 二、椭圆旋转磁场 三、单相异步电动机的起动 §2 同步电动机 一、同步电动机的基本结构和额定参数 二、同步电动机的基本运行原理 三、同步电动机的电势平衡方程式及相—矢图 四、同步电动机的功角特性 五、同步电动机的功率因数调节和 V 形曲线 六、同步电动机的起动 * ⒈ 起动转矩 单相异步电动机是指使用单相交流电源的异步电动机。 单相交流电源通入单相绕组，产生脉振磁场。 脉振磁场不能产生起动转矩。 ⒉ 脉振磁场与旋转磁场的关系 一个脉振磁场可以分解成两个大小相等，方向相反， 以相同速度旋转的旋转磁场。 反之，两个大小相等，方向相反，以相同速度旋转的 旋转磁场可以合成一个脉振磁场。 . ⒊ 单相电动机的特点以及它与三相电动机的关系和联系 ⒋ 单相电动机的结构 ① 单相电动机的起动转矩为零，自己无法起动。 但在外力作用下，就可以正常工作了。 工作点或在正向点，或在反向点， 应视起动时的方向而定。 ② 同步转速点不等，单相电动机的略小一些。 ③ 最大转矩不等，单相电动机的小一些。 ④ 三相电动机（Y接）在正常工作时断了一相，仍能 继续运行，但转速变小了，且处于不平衡工作状态。 ⑤ 三相电动机若断了一相，无法再次自行起动。 因此，对于三相电动机必须加断相保护装置。 定子：外接单相交流电，但内部为两相正交的绕组。 转子：鼠笼型转子。 . 多相对称绕组通入多相对称电流产生圆形旋转磁场。 椭圆旋转磁场是由两个振幅不等，旋转方向相反， 但转速相等的旋转磁场组成的。 若电流不对称，则产生椭圆旋转磁场。 . ⒈ 分相法 两个绕组在空间相差 90°； 两个绕组中的电流要相差 90°或接近于 90°。 两相绕组通入两相电流就能产生旋转磁场。 脉振磁场无起动转矩，只有旋转磁场才能产生起动转矩。 起动方法 分相法 罩极法 电阻分相法 电容分相法 定子绕组 主绕组（工作绕组、运行绕组） 辅助绕组（起动绕组） . ⑴ 电阻分相法 使辅助绕组的电阻较大，则其电抗就比主绕组的小， 可使辅助绕组的电流超前于主绕组。 ⑵ 电容分相法 选择适当的电容器，可使辅助绕组的电流超前于 主绕组。 根据分相法起动的单相电动机的种类有： ① 单相电阻分相起动异步电动机 ② 单相电容分相起动异步电动机 起动时，两个绕组同时工作，当转速达到 一定值时，辅助绕组自动断开。 起动方式同单相电阻分相起动异步电动机。 该电动机所选用的电容值较大，因此，起动电 流小，起动转矩大。适合于重载起动设备。 . ⒉ 罩极法 —— 罩极式单相异步电动机 ③ 单相电容运转异步电动机 ④ 单相电容起动与运转异步电动机 起动和运转是相同的电路。 它的结构简单、成本低；功率因数、效率和 过载能力都比分相起动电动机好。 但它所选用的电容值较小，因此，起动电 流大，起动转矩较小。 它的电容支路由两个电容并联组成。 其中一个电容仅在起动时使用。 该电动机综合了上述两种电动机的优点， 适合于须较大起动转矩的设备。 当主绕组和短路铜环的位置一定时，电动机的转向就确定。 在电动机定子的每个极靴的一边套上一个短路铜环， 使磁通 分成两部分 和 ，它俩不同相，这样 就能产生椭圆旋转磁场，使电动机旋转起来。 . 同步 ———— 转子的转速与电源频率有严格的关系，即 ⒈ 定子： 是由机座、定子铁心和电枢绕组三个部分组成。 电枢绕组是三相对称绕组，通入三相对称交流电流， 从而产生旋转磁场。 是由励磁绕组和铁心组成。 励磁绕组通入直流电流。 隐极式同步电动机的直径小，铁心长度长，磁极数较少； ⒉ 转子： 铁心有两种结构形式：隐极式 和凸极式。 凸极式同步电动机的直径大，铁心长度短，磁极数较多。 . ⒊ 同步电动机的特点 ★ 适用于拖动功率大，而本身又没有调速要求的生产机械。 ★ 机械特性绝对硬。 ★ 通过改变励磁电流，调节其功率因数， 并使电网的功率因数提高。 ⒋ 同步电动机的额定参数 ① 额定功率 PN ： ② 额定电压 UN ： ③ 额定电流 IN ： ④ 额定功率因数 cos?N ： ⑤ 额定转速 nN ： ⑥ 额定效率 ?N ： ⑦ 额定频率 fN ： ⑧ 额定励磁电压 UfN ： ⑨ 额定励磁电流 IfN ： 轴上输出的有功功率（kW） 定子绕组的线电压（kV） 定子绕组的线电流（A） . . . . 气隙中 的磁势 当电磁转矩和静负载转矩相等时，两个磁势的夹角 不再变化，两个磁势同步前进。 同步转矩只有在两个磁势完全同步时，才能发挥作用。 同步电动机磁势关系 电枢反应磁势 直流磁势 由定子三相绕组通入三相交流电流产生， 是一个旋转磁势。 由