《电机原理与维修》课件第15章.pptVIP

第15章其他异步电动机第15章其他异步电动机15.1单相异步电动机15.2感应调压器与移相器习题15.1单相异步电动机15.1.1结构、工作原理和转矩特性单相异步电动机的定子绕组为单相交流绕组，转子绕组为鼠笼式绕组。图15-1为最简单的单相异步电动机的结构与磁场示意图。单相异步电动机由于只有一相定子绕组，因此当接通正弦交流电源之后，会产生一个交变的脉动磁场，但这个磁场不会旋转，在磁路中各点磁感应强度按正弦规律变化，可表示为B=Bmsinωt(15-1)这个磁场在转子中产生感应电动势和感应电流，但由于磁场固定不动，转子的导条在定子磁场的N极和S极下受到的转矩大小相等、方向相反，因而转子上得到的合成转矩为零，转子不动。在任何瞬间，这两个旋转磁场的合成磁感应强度，始终等于脉动磁场的瞬时值。图15-1单相感应电动机的结构和磁场示意图但是，如果用外力使电动机的转子向某方向转动一下，那么电动机就会沿着某方向持续转动下去，此时即使去掉外力，电动机仍然旋转。这就说明此时两个反向旋转磁场产生的合成转矩不为零。其原因如下：若外力作用使转子顺时针旋转磁场方向，此时转子和正向旋转磁场的相对速度变小，其转差率s+小于1；而和逆时针旋转磁场的相对速度变大，转差率s-大于1，即(15-2)(15-3)同三相异步电动机一样，正向旋转磁场产生正向转矩，反向旋转磁场产生反向转矩，其转矩特性曲线如图15-2所示。图中T=f(s)是合成转矩的特性曲线。它可以表明，如果电动机靠辅助方法启动起来，则无论启动方向如何，电动机都会产生沿启动方向的转矩，使转子持续旋转。当转子处于运行状态时，由于存在反方向的转矩，使合成转矩减小，电动机的过载能力降低。同时，也增加了损耗，电动机的效率降低，噪声增大。图15-2单相异步电动机的转矩特性曲线15.1.2启动方法1.分相启动分相启动异步电动机在定子上放置两个绕组，一个主绕组L1(工作绕组)，一个辅助绕组L2(启动绕组)，如图15-3所示。两个绕组在空间上相隔90°，辅助副绕组串电容器后与主绕组并联。电容器的作用是使辅助绕组回路的阻抗呈容性，如果电容器选择得当，可以做到辅助绕组的电流基本上超前于主绕组90°。相当于电动机内部有两相空间上和时间上都错开相位的交流电在工作，能形成旋转磁场，带动转子旋转。因为这种电动机将单相电流分为两相电流，故称为分相式电动机。图15-3单相异步电动机电容启动电路图根据电动机性能的不同要求分相单相异步电动机又可分为以下四种类型：1)电容启动单相异步电动机在单相异步电动机的定子槽中，除嵌有一套工作绕组外，还增加了一套启动绕组，且启动绕组中串联了电容器，接线图如图15-3所示，该启动绕组是按间歇工作方式设计的，其导线细、匝数少，具有高阻性。为了保护启动绕组，通常在启动绕组中串有离心开关S，电动机启动后(转速为0.75n1～0.8n1)，离心开关S动作，切断启动绕组，电机开始正常运行。电容启动单相异步电动机的显著特征是启动转矩大，可用于压缩机、空调、泵等设备中。2)电容运行单相异步电动机如果把启动绕组设计成连续工作方式，启动后电容器和启动绕组不被断开，这样，可以省去离心开关S，简化单相异步电动机的结构，同时电容器可以改进电动机的运行性能，提高功率因数、效率及过载能力，减小噪声。可用于电风扇、洗衣机、电冰箱等家用电器。3)电容启动运行单相异步电动机从理论上讲，如果单相异步电动机能同时获得最佳的启动性能和运行性能，应采用两个电容器并联后再与启动绕组串联，如图15-4所示，C1为启动电容器，容量较大，只承受启动时的电流，一般采用交流电解电容。C2为运行电容器，容量较小，由于是连续运行，采用交流纸质、箔质电容。启动时两个电容器都接入，电容量大，电动机可以获得较大启动转矩。启动后，离心开关S动作，把电容器C2切除，单相电动机有较好的运行性能。图15-4单相异步电动机电容启动运行电路图4)电阻启动单相异步电动机这种电动机是在电容启动单相异步电动机的基础上，把串联在启动绕组中的电容器换成电阻器。由于启动绕组和工作绕组中电流的相位相差不大，气隙磁势椭圆度较大，其启动转矩较小，只适于较容易启动的场合，如吹风机、离心泵、医疗器械、办公设备等。2.罩极启动单相罩极式电动机可以分为凸极式和隐极式电动机，常见的结构多做成凸极式，一般有两极和四极。凸极