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1、電動(dòng)機(jī)的分類(lèi)：,4.3 異步電動(dòng)機(jī),4.3.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理,1.基本構(gòu)造,外形,端蓋,轉(zhuǎn)子繞組,定子繞組,機(jī)座,出線盒,風(fēng)扇,風(fēng)罩,轉(zhuǎn)子鐵心,定子鐵心,吊環(huán),端蓋,（1）定子,轉(zhuǎn)子: 在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),當(dāng)有電流回路時(shí)產(chǎn)生感生電流。,（2）轉(zhuǎn)子,鼠籠轉(zhuǎn)子,鐵心：由外周有槽的硅鋼片疊成。,,(b) 繞線式轉(zhuǎn)子,同定子繞組一樣，也分為三相，并且接成星形。,鼠籠式電動(dòng)機(jī)與繞線式電動(dòng)機(jī)的的比較：,鼠籠式： 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、工作可靠；不能人為改變電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。,繞線式： 結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格較貴、維護(hù)工作量大；轉(zhuǎn)子 外加電阻可人為改變電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。,,
2、定子三相繞組通入三 相交流電(星形聯(lián)接),(1)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生,,2.工作原理,,規(guī)定,()電流出,()電流入,,,三相電流合成磁場(chǎng) 的分布情況,合成磁場(chǎng)方向向下,合成磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)60,,合成磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)90,,o,,分析可知：三相電流產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)是一旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng) 即：一個(gè)電流周期，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在空間轉(zhuǎn)過(guò)360,取決于三相電流的相序,(2)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向,結(jié)論： 任意調(diào)換兩根 電源進(jìn)線，則旋轉(zhuǎn) 磁場(chǎng)反轉(zhuǎn)。,任意調(diào)換兩根電源進(jìn)線 (電路如圖),(3)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的極對(duì)數(shù)P,當(dāng)三相定子繞組按圖示排列時(shí)，產(chǎn)生一對(duì)磁極的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，即：,,若定子每相繞組由兩個(gè)線圈串聯(lián) ，繞組的始端 之間互差60，將形成兩對(duì)磁極的旋
3、轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。繞組相差30,,,極對(duì)數(shù),旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁極對(duì)數(shù) 與三相繞組的排列有關(guān),(4)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速,工頻：,旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速取決于磁場(chǎng)的極對(duì)數(shù),p=1時(shí),,,,,,p=2時(shí),,,旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速n0與極對(duì)數(shù) p 的關(guān)系,（5）電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理與轉(zhuǎn)差率, 轉(zhuǎn)動(dòng)原理,,,,,U1,U2,V2,W1,V1,W2,,,,,定子三相繞組通入三相交流電,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E20,電磁力F,,,,, 轉(zhuǎn)差率,旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之差與 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速之比稱(chēng)為轉(zhuǎn)差率。,,由前面分析可知，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向與磁場(chǎng) 旋轉(zhuǎn)的方向一致，但轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 n 不可能達(dá)到與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速相等，即,如果:,因此，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋
4、轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速間必須要有差別。,異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中:,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速亦可由轉(zhuǎn)差率求得,轉(zhuǎn)差率s,例1：一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，其額定轉(zhuǎn)速 n=975 r/min，電源頻率 f1=50 Hz。試求電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)和額定負(fù)載下的轉(zhuǎn)差率。,解：,根據(jù)異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同步轉(zhuǎn) 速的關(guān)系可知：n0=1000 r/min , 即,p=3,額定轉(zhuǎn)差率為,1. 電磁轉(zhuǎn)矩公式,轉(zhuǎn)子中各載流導(dǎo)體在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下,受到電磁力所形成的轉(zhuǎn)矩之總和。,常數(shù)，與電 機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān),旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng) 每極磁通,轉(zhuǎn)子電流,轉(zhuǎn)子電路的 功率因數(shù),4.3.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性,三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁關(guān)系與變壓器類(lèi)似，當(dāng)電動(dòng)機(jī)定子的外
5、加電源電壓和頻率一定時(shí)，也基本不變。但I(xiàn)2 和cos2的大小與電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n即電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率s有關(guān)。,結(jié)論：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn) 子電路中的各量均與轉(zhuǎn)差率 s有關(guān)，即與轉(zhuǎn)速n有關(guān)。電動(dòng)機(jī)應(yīng)盡量工作在額定轉(zhuǎn)速附近。,由公式可知,為描述電磁轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)差率s的關(guān)系，可得電磁轉(zhuǎn)矩的另一種表達(dá)形式,1. T 與定子每相繞組電壓 成正比。U 1 T ,2. 當(dāng)電源電壓 U1 一定時(shí)，T 是 s 的函數(shù)。,3. R2 的大小對(duì) T 有影響。繞線式異步電動(dòng)機(jī)可外 接電阻來(lái)改變轉(zhuǎn)子電阻R2 ，從而改變轉(zhuǎn)距。,其中K為電機(jī)結(jié)構(gòu)常數(shù)， R2為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電路每相繞組的電阻；X20為電動(dòng)機(jī)剛接通電源而轉(zhuǎn)子尚未轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子每相
6、繞組的的感抗。,臨界轉(zhuǎn)差率,根據(jù)轉(zhuǎn)矩公式,得轉(zhuǎn)矩特性曲線：,Tmax,Tst,sm,1,當(dāng)s較小時(shí)，R2sX20，T隨s成正比地增加；當(dāng)s較大時(shí)，R2sX20，T幾乎隨s成反比地減小。,,可得最大轉(zhuǎn)矩公式為：,,將S=1代入轉(zhuǎn)矩公式，可得：,,,由上述各式可知：,,T、Tmax、Tst與U12成正比， Tmax與R 2無(wú)關(guān)，而T、Tst、sm與R 2有關(guān)，R 2愈大，sm也愈大。其關(guān)系如圖1和2所示.,,2. 機(jī)械特性,根據(jù)轉(zhuǎn)矩公式,得特性曲線：,,,（1） 電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性分析,電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩可以隨負(fù)載的變化而自動(dòng)調(diào) 整，這種能力稱(chēng)為自適應(yīng)負(fù)載能力。在ab段內(nèi)，當(dāng)負(fù)載在空載與額定值之間變化
7、時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速變化很小，故稱(chēng)其有硬的機(jī)械特性。,自適應(yīng)負(fù)載能力是電動(dòng)機(jī)區(qū)別于其它動(dòng)力機(jī)械 的重要特點(diǎn)（如：柴油機(jī)當(dāng)負(fù)載增加時(shí)，必須由 操作者加大油門(mén)，才能帶動(dòng)新的負(fù)載） 。,,此過(guò)程中， n 、sE2 , I2 I1 電源提供的功率自動(dòng)增加。,TL,s,,TL T,T =TL,n ,T ,達(dá)到新的平衡,,,,,,a,b,c,,Tmax,過(guò)載系數(shù)(能力),一般三相異步電動(dòng)機(jī)的過(guò)載系數(shù)為,工作時(shí)必須使TL
8、電動(dòng)機(jī)的非穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)。,,,TN,最大轉(zhuǎn)矩Tmax表示了電動(dòng)機(jī)短時(shí)容許過(guò)載的能力。通常定義,nN,bc段,電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)矩。,(2)額定轉(zhuǎn)矩及起動(dòng)能力,,額定轉(zhuǎn)矩,(N m),如某普通機(jī)床的主軸電機(jī)(Y132M-4型) 的額定功率為7.5kw, 額定轉(zhuǎn)速為1440r/min, 則額定轉(zhuǎn)矩為,表示電動(dòng)機(jī)起動(dòng)能力，起動(dòng)系數(shù)st,,Tst,4.3.3 三相異步電動(dòng)機(jī)的使用,1. 名牌數(shù)據(jù),例如： Y 132 M4,用以表明電動(dòng)機(jī)的系列、幾何尺寸和極數(shù)。,教材表中列出了各種電動(dòng)機(jī)的系列代號(hào)。,（1）型號(hào),異步電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品名稱(chēng)代號(hào),（2）接法,接線盒,定子三相繞組的聯(lián)接方法。通常,,Y 聯(lián)結(jié), 聯(lián)
9、結(jié),（3）電壓,例如：380/220V、Y/ 是指線電壓為 380V 時(shí) 采用 Y聯(lián)結(jié)；線電壓為 220V 時(shí)采用 聯(lián)結(jié)。,說(shuō)明：一般規(guī)定，電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行電壓不能高于或低 于額定值的 5% 。因?yàn)樵陔妱?dòng)機(jī)滿載或接近 滿載情況下運(yùn)行時(shí)，電壓過(guò)高 或過(guò)低都會(huì)使 電動(dòng)機(jī)的電流大于額定值, 從而使電動(dòng)機(jī)過(guò)熱。,電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)定子繞組上應(yīng)加的線電壓值。,三相異步電動(dòng)機(jī)的額定電壓有380V，3000V, 及6000V等多種。,（4）電流,例如： Y / 6.73 / 11.64 A 表示星形聯(lián)結(jié)下電機(jī)的線電流為 6.73A；三角形聯(lián)結(jié)下線電流為 11.64A。兩種接法下相電流
10、均為 6.73A。,（5）功率與效率,電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)定子繞組的線電流值。,額定功率是指電機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)軸上輸出的機(jī) 械功率 P2，它不等于從電源吸取的電功率 P1。,注意：實(shí)用中應(yīng)選 擇容量合適的電機(jī)，防止出現(xiàn) “大馬拉 小車(chē)” 的現(xiàn)象。,（6）功率因數(shù),,三相異步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)較低，在額定負(fù)載 時(shí)約為 0.7 0.9?？蛰d時(shí)功率因數(shù)很低，只有 0.2 0.3。額定負(fù)載時(shí)，功率因數(shù)最高。,（7） 額定轉(zhuǎn)速,電機(jī)在額定電壓、額定負(fù)載下運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速。,如： n N =1440 轉(zhuǎn)/分 sN = 0.04,(8) 絕緣等級(jí),指電機(jī)絕緣材料能夠承受的極限溫度等級(jí)，分 為A、E、B、F、H五級(jí)
11、，A級(jí)最低(105C)，H級(jí)最高(180C)。,4.3.3 三相異步電動(dòng)機(jī)的使用,( 1 ) 起動(dòng),起動(dòng)問(wèn)題：起動(dòng)電流大，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小。 一般中小型鼠籠式電機(jī)起動(dòng)電流為額定電流的5 7 倍; 電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的(1.02.2)倍。,后果：,原因：,起動(dòng)： n = 0，s =1, 接通電源。,2. 使用,起動(dòng)方法,a 直接起動(dòng) 二、三十千瓦以下的異步電動(dòng)機(jī)一般都采用直接起動(dòng)。,（適用于鼠籠式電動(dòng)機(jī)）,c 轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng),（適用于繞線式電動(dòng)機(jī)）,以下介紹降壓起動(dòng)和轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)。,,降壓起動(dòng),(1) Y 換接起動(dòng),,降壓起動(dòng)時(shí)的電流 為直接起動(dòng)時(shí)的,,設(shè)：電機(jī)每相阻抗為,Y 起動(dòng)器
12、接線簡(jiǎn)圖,靜觸點(diǎn),Y 起動(dòng)器接線簡(jiǎn)圖,Y起動(dòng),Y 起動(dòng)器接線簡(jiǎn)圖, 工作,(a) 僅適用于正常運(yùn)行為三角形聯(lián)結(jié)的電機(jī)。,Y 換接起動(dòng)適合于空載或輕載起動(dòng)的場(chǎng)合,Y- 換接起動(dòng)應(yīng)注意的問(wèn)題,,,(2) 自耦降壓起動(dòng),,,,,Q2下合： 接入自耦變 壓器，降壓 起動(dòng)。,Q2上合： 切除自耦變 壓器，全壓 工作。,合刀閘開(kāi)關(guān)Q,Q2,自耦降壓起動(dòng)適合于容量較大的或正常運(yùn)行時(shí) 聯(lián)成 Y形不能采用Y起動(dòng)的鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,R,,,,,,R,,,,,R,,,,,,,,,,定子,轉(zhuǎn)子,起動(dòng)時(shí)將適當(dāng)?shù)腞 串入轉(zhuǎn)子電路中，起動(dòng)
13、后將R 短路。,起動(dòng)電阻,,繞線式電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電路串電阻起動(dòng),,若R2選得適當(dāng)，轉(zhuǎn)子電路串電阻起動(dòng)既可以降低起動(dòng)電流，又可以增加起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。,常用于要求起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大的生產(chǎn)機(jī)械上。,R2 Tst ,,轉(zhuǎn)子電路串電阻起動(dòng)的特點(diǎn),方法：任意調(diào)換電源的兩根進(jìn)線，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。,電動(dòng)機(jī) 正轉(zhuǎn),電動(dòng)機(jī) 反轉(zhuǎn),三相異步電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn),例1:,1),解:,一臺(tái)Y225M-4型的三相異步電 動(dòng)機(jī)，定子 繞組型聯(lián)結(jié)，其額定數(shù)據(jù)為：P2N=45kW, nN=1480r/min，UN=380V，N=92.3%，cosN= 0.88， Ist/IN=7.0, Tst/TN=1.9，Tmax/TN=2.2，求： 1) 額定
14、電流IN? 2) 額定轉(zhuǎn)差率sN? 3) 額定轉(zhuǎn)矩 TN 、最大轉(zhuǎn)矩Tmax 、和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩TN 。,2）由nN=1480r/min，可知 p=2 （四極電動(dòng)機(jī)）,3）,解：,在上例中(1)如果負(fù)載轉(zhuǎn)矩為 510.2Nm, 試問(wèn)在U=UN和U=0.9UN兩種情況下電動(dòng)機(jī)能否起動(dòng)？（2）采用Y- 換接起動(dòng)時(shí)，求起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。 又當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的80%和50%時(shí)，電動(dòng)機(jī)能否起動(dòng)？,(1) 在U=UN時(shí) Tst = 551.8Nm 510.2 N. m,不能起動(dòng),(2) Ist =7IN=784.2=589.4 A,在U= 0.9UN 時(shí),能起動(dòng),例2:,在80%額定負(fù)載時(shí),不能起
15、動(dòng),在50%額定負(fù)載時(shí),可以起動(dòng),(3),例3:,對(duì)上例中的電動(dòng)機(jī)采用自耦變壓器降壓起動(dòng)，設(shè)起動(dòng)時(shí)加到電動(dòng)機(jī)上的電壓為額定電壓的64%，求這時(shí)的線路起動(dòng)電流Ist和電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst。,解：,設(shè)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電壓為U，電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 電流為Ist,依據(jù)變壓器的一次、二次側(cè)電壓電流關(guān)系， 可求得線路起動(dòng)電流Ist。,采用自耦降壓法起動(dòng)時(shí)，若加到電動(dòng)機(jī)上的 電壓與額定電壓之比為 x ，則線路 起動(dòng)電流Ist 為,電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)距Tst為,結(jié)論：,（2）三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速,(1) 變極調(diào)速 (有級(jí)調(diào)速),P=2,P=1,采用變極調(diào)速方法的電動(dòng)機(jī)稱(chēng)作雙速電機(jī)， 由于調(diào)速時(shí)其轉(zhuǎn)速呈跳躍性變化，因而只用
16、在對(duì) 調(diào)速性能要求不高的場(chǎng)合，如銑床、鏜床、磨床 等機(jī)床上。,(2) 變頻調(diào)速 (無(wú)級(jí)調(diào)速),頻率調(diào)節(jié)范圍：0.5幾百赫茲,變頻調(diào)速方法可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)平滑調(diào)速,調(diào)速性 能優(yōu)異，因而正獲得越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。,,,,(3) 變轉(zhuǎn)差率調(diào)速 (無(wú)級(jí)調(diào)速),變轉(zhuǎn)差率調(diào)速是繞線式電動(dòng)機(jī)特有的一種調(diào) 速方法。其優(yōu)點(diǎn)是調(diào)速平滑、設(shè)備簡(jiǎn)單投資少， 缺點(diǎn)是能耗較大。這種調(diào)速方式廣泛應(yīng)用于各種 提升、起重設(shè)備中。,（3）三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng),(a) 能耗制動(dòng),制動(dòng)方法,能耗制動(dòng) 反接制動(dòng) 發(fā)電反饋制動(dòng),在斷開(kāi)三相電源的同時(shí)，給電動(dòng)機(jī)其中兩相 繞組通入直流電流，直流電流形成的固定磁場(chǎng)與 旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子作用，產(chǎn)生了與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方
17、向相反的 轉(zhuǎn)距（制動(dòng)轉(zhuǎn)距），使轉(zhuǎn)子迅速停止轉(zhuǎn)動(dòng)。,,(b) 反接制動(dòng),停車(chē)時(shí)，將接入電動(dòng)機(jī)的三相電源線中的任意兩相對(duì)調(diào)，使電動(dòng)機(jī)定子產(chǎn)生一個(gè)與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，從而獲得所需的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子迅速停止轉(zhuǎn)動(dòng)。,當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速大于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)距作用方向發(fā)生變化，由驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)距變?yōu)橹苿?dòng)轉(zhuǎn)距。電動(dòng)機(jī)進(jìn)入制動(dòng)狀態(tài)，同時(shí)將外力作用于轉(zhuǎn)子的能量(動(dòng)能或勢(shì)能)轉(zhuǎn)換成電能反饋給電網(wǎng)。,n n0,(c) 發(fā)電反饋制動(dòng),功率的選擇,功率選得過(guò)大不經(jīng)濟(jì)，功率選得過(guò)小電動(dòng)機(jī)容易因過(guò)載而損壞。,1. 對(duì)于連續(xù)運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)，所選功率應(yīng)等于或略大于生產(chǎn)機(jī)械的功率。,2. 對(duì)于短時(shí)工作的電動(dòng)機(jī)
18、，允許在運(yùn)行中有短暫的過(guò)載，故所選功率可等于或略小于生產(chǎn)機(jī)械的功率。,3.三相異步電動(dòng)機(jī)的選擇,種類(lèi)和型式的選擇,1. 種類(lèi)的選擇,一般應(yīng)用場(chǎng)合應(yīng)盡可能選用鼠籠式電動(dòng)機(jī)。 只有在需要調(diào)速、不能采用鼠籠式電動(dòng)機(jī)的場(chǎng) 合才選用繞線式電動(dòng)機(jī)。,2. 結(jié)構(gòu)型式的選擇,根據(jù)工作環(huán)境的條件選擇不同的結(jié)構(gòu)型式， 如開(kāi)啟式、防護(hù)式、封閉式電動(dòng)機(jī)。,3. 電壓和轉(zhuǎn)速的選擇,根據(jù)電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型、功率以及使用地點(diǎn)的電源電壓來(lái)決定。,Y系列鼠籠電動(dòng)機(jī)的額定電壓只有380V一個(gè) 等級(jí)。大功率電動(dòng)機(jī)才采用3000V和6000V。,,單相異步電動(dòng)機(jī)主要應(yīng)用于電動(dòng)工具、洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)、電風(fēng)扇等小功率電器中。單相異步電動(dòng)機(jī)
19、的定子中放置單相繞組,轉(zhuǎn)子一般用鼠籠式。 定子繞組中通入單相交流電后, 形成脈動(dòng)磁場(chǎng)，若不采取措施，將無(wú)法獲得所需的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。,定子,定子 繞組,轉(zhuǎn)子,1. 單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理與特性,4.3.4 單相異步電動(dòng)機(jī),定子繞組產(chǎn)生的脈動(dòng)磁場(chǎng)，可用正、反兩個(gè) 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)合成來(lái)等效。即,,脈動(dòng)磁場(chǎng)的分解,,,,,,,,,,,,,,,,正反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的合成轉(zhuǎn)矩特性,,,,,合成轉(zhuǎn)矩,,(正向),(反向),,,,,,,,鼠籠式轉(zhuǎn)子 導(dǎo)條及電流,當(dāng)定子繞組產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)增加時(shí)，根據(jù) 右手螺旋定則和左手定則，可知轉(zhuǎn)子導(dǎo)條左、 右受力大小相等方向相反，所以沒(méi)有起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。,A,A,為了獲得所需的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，單
20、相異步電動(dòng)機(jī)的定子進(jìn)行了特殊設(shè)計(jì)。常用的單相異步電動(dòng)機(jī)有電容分相式異步電動(dòng)機(jī)和罩極式異步電動(dòng)機(jī)。他們都采用鼠籠式轉(zhuǎn)子，但定子結(jié)構(gòu)不同。,（1）電容分相法,電容分相式異步電動(dòng)機(jī)的定子中放置有兩個(gè) 繞組，一個(gè)是工作繞組 AA，另一個(gè)是起動(dòng)繞 組 BB ,兩個(gè)繞組在空間相隔90。起動(dòng)時(shí)， B B 繞組經(jīng)電容接電源，兩個(gè)繞組的電流相位相 差近90，即可獲得所需的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。,2. 單相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法,,設(shè)兩相電流為,兩相電流,正弦波形如圖所示。,工作繞組,起動(dòng)繞組,兩相旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),,,實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)的電路,改變電容C的串聯(lián)位置，可使 單相異步電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。,將開(kāi)關(guān)S合在位置1，電容C與 B繞組串聯(lián)，電流
21、iB較iA超前近 90；當(dāng)將S切換到位置2，電容 C與A繞組串聯(lián)，電流iA 較iB 超 前近90。這樣就改變了旋轉(zhuǎn)磁 場(chǎng)的轉(zhuǎn)向，從而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的 反轉(zhuǎn)。,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)后，利用 離心力將開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)(S是離心開(kāi) 關(guān))，使起動(dòng)繞組BB斷電。,M ,（2） 罩極法,定子繞組,鼠籠式轉(zhuǎn)子,短路環(huán),極掌(極靴),當(dāng)電流i 流過(guò)定子繞組時(shí)，產(chǎn)生了一部分磁 通1 ，同時(shí)產(chǎn)生的另一部分磁通與短路環(huán)作用 生成了磁通2 。由于短路環(huán)中感應(yīng)電流的阻礙 作用，使得2在相位上滯后1 ，從而在電動(dòng)機(jī) 定子極掌上形成一個(gè)向短路環(huán)方向移動(dòng)的磁場(chǎng)，使轉(zhuǎn)子獲得所需的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。,罩極式單相異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小，轉(zhuǎn)向 不能改變
22、，常用于電風(fēng)扇、吹風(fēng)機(jī)中；電容分相 式單相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，轉(zhuǎn)向可改變， 故常用于洗衣機(jī)等電器中。,三相異步電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，若其中一相與電源斷開(kāi)，就成為缺相電動(dòng)機(jī)運(yùn)行。此時(shí)電動(dòng)機(jī)仍將繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。若此時(shí)還帶動(dòng)額定負(fù)載，則勢(shì)必超過(guò)額定電流，時(shí)間一長(zhǎng)，會(huì)使電動(dòng)機(jī)燒壞。這種情況往往不易察覺(jué)，在使用電動(dòng)機(jī)時(shí)必須注意。如果三相異步電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)前就斷了一線，則不能起動(dòng)，此時(shí)只能聽(tīng)到嗡嗡聲，這時(shí)電流很大，時(shí)間長(zhǎng)了，也會(huì)使電動(dòng)機(jī)燒壞。,3. 三相異步電動(dòng)機(jī)的缺相運(yùn)行,例： 三相異步電動(dòng)機(jī)在一定的負(fù)載轉(zhuǎn)矩下運(yùn)行時(shí)，如電源電壓降低，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩、電流及轉(zhuǎn)速有無(wú)變化？,作業(yè),1、、、、9、、、5、 7、19,
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