异步电机4 阎治安.ppt

1第15 章单相异步电动机 15-1 单相异步电动机的原理、性能和分类?单相异步电动机由单相电源供电,使用方便,广泛应用于家用电器、电动工具、医疗器械中。?与同容量的三相异步电动机比较而言,单相异步电动机的体积大、运行性能较差,所以单相电机只做成小容量的。?典型的单相异步电动机通常在定子上有 2相绕组,转子是普通的鼠笼转子。?单相异步电动机类型: (1) 单相电阻分相启动异步电动机; (2) 单相电容分相启动异步电动机; (3) 单相电容运转异步电动机; (4) 单相电容启动兼运转异步电动机; (5) 单相罩极式异步电动机。 2 一、 1 相定子绕组(又叫单绕组) 通电时的机械特性分析?单相异步电动机定子绕组上有两个交流分布绕组(一般相差 90电角度),主绕组 m和副绕组 a。?当主绕组 m相通入单相正弦交流电流时,将会产生正弦分布的基波脉振磁势。?????? 1 1 1 1 1 1 , cos cos cos cos 2 2 p p p p f x t F x t F X t F X t f f ? ??? ?? ????? ??数学变换后得上式。?这是两个圆形旋转磁势, 他们可以分别在异步电动机中产生电磁转矩。所以主绕组通电时电机中的电磁转矩为这两个旋转磁势产生的电磁转矩的叠加。 34 f +产生 T + =f( s),f - 产生 T - = f( s),电动机机械特性中的转矩为 T = T ++T - 。?1相通电时, F +和F -幅值相等,转向相反,对应 T +和T -也相对于原点对称。?合成 T =f( s)具有如下特点: (1) 最初启动转矩为零; (2) 没有固定转向; ?(3) 由于负序转矩的存在,其性能较普通的三相异步电动机的性能差; ?(4) 理想空载状态也达不到同步速。二、 2相定子绕组通电时的机械特性?当单相异步电动机的 m绕组和 a 绕组通入不同相位的 2相交流电时,一般产生椭圆形旋转磁势 f 。? f 可以分解为两个圆形旋转磁势f +和f -,但 F + > F -,对应的 T + =f(s) 和T - =f(s) 不再对称,合成转矩 T = f (s) 不通过原点。 5 三、普通单相异步电动机的结构(定子绕组实际为 2 相) ?单相异步电动机一般只做成小容量的(现在容量达 ~ )。定、转子铁心和定子绕组及机械部分——同普通三相异步电动机相似。运行时启动时离心力弹簧压力离心开关示意图主绕组—单相工作绕组定子绕组运行时取消(借助于离心开关) 副绕组—辅助启动绕组运行时存在(单相电容运转型) 转子是普通的鼠笼转子。 6 ?在n =0 时, T >0 ,电动机具有正向启动转矩;启动后, n >0 ,T >0 ,电动机可以连续运行。?如果 m相(主)绕组和 a相(副) 绕组空间错开 90电角度,通入的两相电流相位差为 90度且幅值相等,则产生圆形旋转磁势,此时 F=F +,F - =0 ;T =T +,T - =0 , 机械特性曲线将与三相异步电动机的情况相同,启动转矩也较大。?结论:起动的必要条件(1) 定子具有空间不同位置的两套绕组; (2) 两相绕组通入不同相位的交流电流。?必须采取措施将 m相和 a相电流的相位移相,或叫“分相”、“裂相”,不同的分相方法对应于不同的单相异步电动机。三、各种类型的单相异步电动机 1、单相电阻启动异步电动机(YU, BO 2,JZ 系列)二极: 90-1100 W ,四极: 60--750W ?将m绕组和 a绕组设计成不一样。 m相匝数多、导线粗; a相匝数少而导线细。主绕组电抗较大而电阻较小; 副绕组电抗较小而电阻较大。 7 ?启动时 S合上, m和a通入被“分相”的电流,电动机启动,当转速达到 75-80% 同步转速时,S自动断开。电动机在 m绕组单独驱动下运行。?曲线 1为两绕组都通电的机械特性,曲线 2为只有m绕组工作时的机械特性。?这种单相异步电动机两相电流相位相差不大, 起动转矩较小 T st =(-) T N。?改变转向的方法:单独改变 m或者 a绕组的通电极性。 8 (2) 单相电容分相异步电动机(YC , CO 2,JY 系列) 二极: 180-3700W ; 四极: 120-3700W ;六极: 250-2200W ?给a绕组中串接一个起动电容 C,使得 2绕组的阻抗不同,达到分相的目的。优点: (1) 配备合适的电容器可以使得其性能提高。(2) 这种电机的 a绕组与m绕组设计得合适, 从而在启动