第5章 交流电动机精选文档.ppt

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1、第5章 交流电动机本讲稿第一页，共八十四页交流电动机交流电动机电动机电动机直流电动机直流电动机鼠笼式鼠笼式绕线式绕线式异步机异步机同步机同步机他励、异励、串励、复励他励、异励、串励、复励电动机的分类电动机的分类本讲稿第二页，共八十四页5.1 三相异步交流电动机的结构和工作原理三相异步交流电动机的结构和工作原理 磁铁磁铁闭合闭合线圈线圈本讲稿第三页，共八十四页磁极旋转磁极旋转导线切割磁力线产生感应电动势导线切割磁力线产生感应电动势导线长导线长磁感应强度磁感应强度切割速度切割速度（右手定则）（右手定则）闭合导线产生电流闭合导线产生电流 i（左手定则）（左手定则）通电导线在磁场中受力通电导线在磁场中

2、受力本讲稿第四页，共八十四页1.线圈跟着磁铁转线圈跟着磁铁转两者转动方向一致两者转动方向一致 结论：结论：异步异步2.线圈比磁场转得慢线圈比磁场转得慢本讲稿第五页，共八十四页5.1.1 三相异步机的结构三相异步机的结构YBZXAC转子转子定子定子定子绕组定子绕组（三相）（三相）机机 座座转子：在旋转磁场作用下，转子：在旋转磁场作用下，产生感应电动势或产生感应电动势或 电流。电流。三相定子绕组：产生旋转三相定子绕组：产生旋转 磁场。磁场。线绕式线绕式鼠笼式鼠笼式鼠笼转子鼠笼转子 本讲稿第六页，共八十四页 机壳机壳机壳机壳 定子绕组定子绕组定子绕组定子绕组1.1.定子部分定子部分定子部分定子部分:

3、定子铁心定子铁心定子铁心定子铁心 接线盒接线盒接线盒接线盒 端盖端盖端盖端盖 轴承轴承轴承轴承 转子绕组转子绕组转子绕组转子绕组2.2.转子部分转子部分转子部分转子部分 转子铁心转子铁心转子铁心转子铁心 轴轴轴轴 问题问题问题问题:三相异步电机又是如何工作的呢三相异步电机又是如何工作的呢三相异步电机又是如何工作的呢三相异步电机又是如何工作的呢?5.1.1 三相异步机的结构三相异步机的结构YBZXAC转子转子定子定子定子绕组定子绕组（三相）（三相）机机 座座鼠笼转子鼠笼转子 本讲稿第七页，共八十四页5.1.2 异步电机的工作原理异步电机的工作原理定子绕组通入三相交流电流定子绕组通入三相交流电流定

4、子绕组通入三相交流电流定子绕组通入三相交流电流旋转磁场旋转磁场旋转磁场旋转磁场切割转子绕组切割转子绕组切割转子绕组切割转子绕组转子绕组产生感应转子绕组产生感应转子绕组产生感应转子绕组产生感应电势电势电势电势转子中产生感应转子中产生感应转子中产生感应转子中产生感应电流电流电流电流转子电流与磁转子电流与磁转子电流与磁转子电流与磁场作用场作用场作用场作用产生电磁转矩产生电磁转矩产生电磁转矩产生电磁转矩运转运转运转运转问题问题问题问题:旋转磁场又是如何产生的呢旋转磁场又是如何产生的呢旋转磁场又是如何产生的呢旋转磁场又是如何产生的呢?本讲稿第八页，共八十四页5.1.3 旋转磁场的产生旋转磁场的产生AYC

5、BZ异步机中异步机中,旋转磁场代替了旋转磁极旋转磁场代替了旋转磁极()电流出电流出()电流入电流入X本讲稿第九页，共八十四页AXYCBZAXBYCZ合成磁场方向：合成磁场方向：向下向下本讲稿第十页，共八十四页XBZAYCAXYCBZAXYCBZ同理分析，可得同理分析，可得其它电流角度下其它电流角度下的磁场方向：的磁场方向：本讲稿第十一页，共八十四页旋转方向旋转方向：取决于三相电流的相序取决于三相电流的相序。改变电机的旋转方向：换接其中两相改变电机的旋转方向：换接其中两相旋转磁场的旋转方向旋转磁场的旋转方向本讲稿第十二页，共八十四页旋转磁场的转速大小旋转磁场的转速大小 一个电流周期，旋转磁场在空

6、间转过一个电流周期，旋转磁场在空间转过360。则。则 同步转速（旋转磁场的速度）为：同步转速（旋转磁场的速度）为：AXYCBZAXYCBZAXYCBZ本讲稿第十三页，共八十四页极对数（极对数（P）的概念）的概念AXBYCZ此种接法下，合成磁场只有一对磁极，则极对数为此种接法下，合成磁场只有一对磁极，则极对数为1。即：即：AXYCBZ本讲稿第十四页，共八十四页极对数（极对数（P）的改变）的改变CYABCXYZAXBZ 将每相绕组分成两段，按右下图放入定子槽内。形将每相绕组分成两段，按右下图放入定子槽内。形成的磁场则是两对磁极。成的磁场则是两对磁极。AXBYCZ本讲稿第十五页，共八十四页极对数极对

7、数CYABCXYZAXBZ本讲稿第十六页，共八十四页极对数和转速的关系极对数和转速的关系本讲稿第十七页，共八十四页三相异步电动机的同步转速三相异步电动机的同步转速极对数极对数每个电流周期每个电流周期磁场转过的空间角度磁场转过的空间角度同步转速同步转速本讲稿第十八页，共八十四页电动机转速和旋转磁场同步转速的关系电动机转速和旋转磁场同步转速的关系电动机转速电动机转速:电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，但但 异步异步电动机电动机无转距无转距转子与旋转磁场间没有相对运动转子与旋转磁场间没有相对运动无转子电动势（转子导体不切割磁力线）无转子电动势（转子导体不切割

8、磁力线）无转子电流无转子电流提示提示：如果如果本讲稿第十九页，共八十四页 转差率（转差率（S）的概念：）的概念：异步电机运行中异步电机运行中:转差率为旋转磁场的同步转速和电动机转速之差。即：转差率为旋转磁场的同步转速和电动机转速之差。即：电动机起动瞬间电动机起动瞬间:（转差率最大）（转差率最大）本讲稿第二十页，共八十四页5.2 三相异步电动机的定子电路和转子电路三相异步电动机的定子电路和转子电路 定子电路定子电路R1jX1转子电路转子电路R2jX2本讲稿第二十一页，共八十四页5.2 三相异步电动机的定子电路和转子电路三相异步电动机的定子电路和转子电路 Z1=R1+jX1 定子的内阻抗：定子的内

9、阻抗：U1 E1=4.44 f1N1 ：旋转磁场每极磁通旋转磁场每极磁通N1：每相定子绕组匝数每相定子绕组匝数f1：定子电流频率定子电流频率5.2.1 定子电路定子电路忽略忽略 Z1定子电路定子电路R1jX1本讲稿第二十二页，共八十四页5.2 三相异步电动机的定子电路和转子电路三相异步电动机的定子电路和转子电路 5.2.2 转子电路转子电路1.转子频率转子频率 f2转子转子 电路电路R2jX2注意：注意：f1为磁极转动频率，并非电源电流频率为磁极转动频率，并非电源电流频率本讲稿第二十三页，共八十四页5.2 三相异步电动机的定子电路和转子电路三相异步电动机的定子电路和转子电路 Z2=R2+jX2

10、转子内阻抗：转子内阻抗：E2=4.44 f2N2 =4.44 f1N2 s=E20s2.转子电动势转子电动势 E2转子电动势：转子电动势：3.转子感抗转子感抗 X2转子电路转子电路R2jX2本讲稿第二十四页，共八十四页5.2 三相异步电动机的定子电路和转子电路三相异步电动机的定子电路和转子电路 转子电路转子电路 R2jXS24.转子电路电流转子电路电流5.转子电路的功率因数转子电路的功率因数 cos 2I2cos 2cos 2I2Os1本讲稿第二十五页，共八十四页5.3 三相异步电动机的转矩与机械特性三相异步电动机的转矩与机械特性 电磁转矩电磁转矩 电磁转矩是由旋转磁场电磁转矩是由旋转磁场 和

11、和转子电流的有功分量相互作用转子电流的有功分量相互作用而产生的，所以而产生的，所以5.3.1 转矩公式转矩公式常数常数 每极磁通每极磁通转子电流转子电流 转子电路的转子电路的本讲稿第二十六页，共八十四页5.3 三相异步电动机的转矩与机械特性三相异步电动机的转矩与机械特性 5.3.1 转矩公式转矩公式本讲稿第二十七页，共八十四页5.3 三相异步电动机的转矩与机械特性三相异步电动机的转矩与机械特性 5.3.1 转矩公式转矩公式本讲稿第二十八页，共八十四页5.3 三相异步电动机的转矩与机械特性三相异步电动机的转矩与机械特性 5.3.2 机械特性曲线机械特性曲线sT1OTstTmsmabcsNTNT

12、与与 U12 成正比成正比转矩特性转矩特性 T=f(s)本讲稿第二十九页，共八十四页5.3 三相异步电动机的转矩与机械特性三相异步电动机的转矩与机械特性 nOn0TabcTstTmnNTNdT2=TN (在在 d 点点)机械特性曲线机械特性曲线 n=f(T)1.额定转矩额定转矩 TNP2：电动机轴上的输出功率：电动机轴上的输出功率P2 单位：瓦单位：瓦(W)N 单位：转每分单位：转每分(r/min)T 单位：牛单位：牛米米(N m)本讲稿第三十页，共八十四页5.3 三相异步电动机的转矩与机械特性三相异步电动机的转矩与机械特性 不同电源电压的转矩特性不同电源电压的转矩特性由由 dT/ds=0,得

13、得Sm=R2X20sm=R2X20取取 正值正值sm 称为临界转差率称为临界转差率代入代入 T 的表达式的表达式 U12求得求得 最大转矩最大转矩 Tmax2.最大转矩最大转矩 TmaxnOn0TaTstTmaxnNTNdU1本讲稿第三十一页，共八十四页5.2 三相异步电动机的转矩与机械特性三相异步电动机的转矩与机械特性 d.sm=R2/X20不同转子电阻的转矩特性不同转子电阻的转矩特性结论：结论：结论：结论：a.Tmax U12b.Tmax 与与 R2 无关无关c.过载系数过载系数 Tmax/TN 1.8 2.2sm与与 U1无关无关2.最大转矩最大转矩 Tmaxn0n0TaTmaxR2本讲

14、稿第三十二页，共八十四页5.3 三相异步电动机的转矩与机械特性三相异步电动机的转矩与机械特性 5.3.3 人为机械特性曲线人为机械特性曲线snsm10TLUN0TstTmaxTemn1A0.8UN0.64Tmax0.64Tst降低电动机电源电压的人为特性本讲稿第三十三页，共八十四页5.3 三相异步电动机的转矩与机械特性三相异步电动机的转矩与机械特性 5.3.3 人为机械特性曲线人为机械特性曲线r2+Rs3Tst2sm2r2+Rs2Tst1sm1r2+Rs11 0TstTmTems n0n1smr2转子电阻串入本讲稿第三十四页，共八十四页5.3 三相异步电动机的转矩与机械特性三相异步电动机的转矩

15、与机械特性 5.3.3 人为机械特性曲线人为机械特性曲线定子串接电抗器时的机械特性定子串接电抗器时的机械特性1 0TmTemsms n0n1Tmxstsm本讲稿第三十五页，共八十四页5.3 三相异步电动机的转矩与机械特性三相异步电动机的转矩与机械特性 例例 已知已知 PN=4.5 kW，nN=950 r/min，N=84.5%，U1=380 V，Y 接，接，f1=50 Hz，=2，st=1.7。求：求：(1)磁极对数磁极对数 p；(2)sN；(3)TN；(4)输入功率输入功率 P1；(5)Tmax；(6)Tst。解解(1)p=3sN=n1 nN n11 000 950 1 000=0.05(2

16、)(3)TN=9.55PNnN=9.554.5103 950=45.24 Nm(4)P1=PN N 4.50.845=5.33 kW(5)Tmax=TN=2 45.24=90.48 Nm(6)Tst=st TN=1.7 45.24=76.91 Nm本讲稿第三十六页，共八十四页5.4 三相异步电动机的调速特性与制动特性三相异步电动机的调速特性与制动特性5.4.1 起动性能起动性能 起动初始瞬间，起动初始瞬间，n=0，s =1(1)起动电流起动电流 Ist 大，大，5 7 IN。频繁起动会使电动机过热。频繁起动会使电动机过热。过大的起动电流在短时间内会在线路上造成较大过大的起动电流在短时间内会在线

17、路上造成较大的电压降落，影响邻近负载的正常工作。的电压降落，影响邻近负载的正常工作。(2)起起动动转转矩矩 Tst 不不大大，虽虽然然刚刚起起动动时时转转子子电电流流较较大大，但转子的功率因数很低但转子的功率因数很低,不能满载起动。不能满载起动。电磁转矩电磁转矩 T=KT I2cos 2本讲稿第三十七页，共八十四页5.4 三相异步电动机的调速特性与制动特性三相异步电动机的调速特性与制动特性1.直接启动直接启动直直接接启启动动是是在在起起动动时时把把电电动动机机的的定定子子绕绕组组直直接接接接入入电电网。网。特点：特点：起动转矩小；起动电流大，比额定值大起动转矩小；起动电流大，比额定值大 4 7

18、 倍；影响同倍；影响同一电网上其他负载的正常工作。一电网上其他负载的正常工作。优点：优点：简单、方便、经济、起动过程快，适用于中小型笼型简单、方便、经济、起动过程快，适用于中小型笼型异步电动机。异步电动机。应用应用：一般：一般10kW以下的电动机都可以直接起动。以下的电动机都可以直接起动。2.降压启动降压启动起动时降低电动机的电源电压，待电动机转速接近稳定起动时降低电动机的电源电压，待电动机转速接近稳定转速时，再把电压恢复正常。转速时，再把电压恢复正常。5.4.2 启动启动 方法方法本讲稿第三十八页，共八十四页5.4 三相异步电动机的调速特性与制动特性三相异步电动机的调速特性与制动特性(1 1

19、)星形星形星形星形三角形三角形三角形三角形(Y-Y-)换接起动换接起动换接起动换接起动FUW2U1U2V1V2W1Q1转子转子 定子定子绕组绕组只适用于电动机在工作时定子绕组只适用于电动机在工作时定子绕组为为 连接。连接。SYU1U2V1W1V2W2Y Y 型型型型W1V1U1U2V2W2 型型型型本讲稿第三十九页，共八十四页5.4 三相异步电动机的调速特性与制动特性三相异步电动机的调速特性与制动特性FUW2U1U2V1V2W1Q1转子转子 定子定子绕组绕组 SY起动电流和起动转矩都降低到直接起动时的三分之一。起动电流和起动转矩都降低到直接起动时的三分之一。型型型型 Y Y 型型型型(1)星形

20、星形三角形三角形(Y-)换接起动换接起动本讲稿第四十页，共八十四页5.4 三相异步电动机的调速特性与制动特性三相异步电动机的调速特性与制动特性U1U2V1V2W1W2S1S2起起起起 动动动动三相自耦变压器三相自耦变压器三相自耦变压器三相自耦变压器M3(2)自耦降压起动自耦降压起动 本讲稿第四十一页，共八十四页5.4 三相异步电动机的调速特性与制动特性三相异步电动机的调速特性与制动特性U1U2V1V2W1W2S1S2运转运转运转运转 起动起动起动起动 三相自耦变压器三相自耦变压器三相自耦变压器三相自耦变压器M3(2)自耦降压起动自耦降压起动 本讲稿第四十二页，共八十四页5.4 三相异步电动机的

21、调速特性与制动特性三相异步电动机的调速特性与制动特性绕线式电动机起动时，可在转子绕组中串电阻，以减小绕线式电动机起动时，可在转子绕组中串电阻，以减小起动电流。起动电流。(3)转子串电转子串电 阻起动阻起动Rst转子转子转子转子 本讲稿第四十三页，共八十四页5.4 三相异步电动机的调速特性与制动特性三相异步电动机的调速特性与制动特性 例例 已知：已知：TN=260 Nm，IN=75 A，N=84.5%，UN=380 V，接，接，f1=50 Hz，Ist/IN=7，st=1.2。求：。求：(1)负负载转矩为载转矩为 280 Nm，在，在 U=UN 和和 U =0.9UN 两种情况下电动机两种情况下

22、电动机能否直接起动；能否直接起动；(2)采用采用 Y 起动求起动电流及起动转矩；起动求起动电流及起动转矩；(3)当负载转矩为额定转矩的当负载转矩为额定转矩的 50%时和时和 30%时，利用时，利用 Y-起动，起动，电动机能否起动？电动机能否起动？解解(1)U=UNTst=1.2TN=1.2 260=312 Nm 280 Nm 可以起动。可以起动。U =0.9UN Tst=0.92Tst=0.92 312=252.7 Nm 104 Nm电动机电动机 不能起动。不能起动。T=30%TN=0.3 260=78 Nm f1N，高于额定转速调速，高于额定转速调速，应保持应保持 U1 U1N，一一 变频调

23、速变频调速 本讲稿第四十九页，共八十四页5.4 三相异步电动机的调速特性与制动特性三相异步电动机的调速特性与制动特性改变极对数改变极对数 p 调速调速 有级调速有级调速二、二、变极调速变极调速 U1u1U2u2U1U2u1u2XAp=2本讲稿第五十页，共八十四页5.4 三相异步电动机的调速特性与制动特性三相异步电动机的调速特性与制动特性改变极对数改变极对数 p 调速调速 有级调速有级调速二、变极调速二、变极调速 U1AXU2u1u2U1u1U2u2p=1本讲稿第五十一页，共八十四页5.4 三相异步电动机的调速特性与制动特性三相异步电动机的调速特性与制动特性在绕线式电动机转子绕组中串入电阻在绕线

24、式电动机转子绕组中串入电阻 R,可改变转差率可改变转差率 s 和转速和转速 n。TNsTO1TstTmsmR2R2smR2 R2A.小范围无小范围无 级调速级调速特点特点 B.R2 大大 特特 性变软性变软三、变转三、变转 差率调速差率调速本讲稿第五十二页，共八十四页5.4 三相异步电动机的调速特性与制动特性三相异步电动机的调速特性与制动特性 S运转运转 制动制动 Rr+M3 SNnFF制动时定子接入直流电源产生固定磁场制动时定子接入直流电源产生固定磁场,i2 受到阻转矩；当受到阻转矩；当 n0,0,i20,0,T00。制动制动:将动能将动能电能电能热能。热能。优点：能耗小，制动准确、平稳，不

25、会反转。优点：能耗小，制动准确、平稳，不会反转。缺点：需要另外加直流电源。缺点：需要另外加直流电源。e2(i2)5.4.4 三相异步电动机的制动三相异步电动机的制动一一 能耗制动能耗制动本讲稿第五十三页，共八十四页5.4 三相异步电动机的调速特性与制动特性三相异步电动机的调速特性与制动特性Q正转正转 制动制动 将三相中的任意两相对调，产生制将三相中的任意两相对调，产生制动转矩，使动转矩，使 M 停机。停机。优点：方法简单，制动效果好。优点：方法简单，制动效果好。缺点：能量消耗大。缺点：能量消耗大。旋转磁场与转子的相对转速旋转磁场与转子的相对转速为为 (n1+n)I2 I1。必须在笼型电动机的定

26、子或必须在笼型电动机的定子或绕线式电动机的转子中串入电阻绕线式电动机的转子中串入电阻 R，以，以防止烧坏绕组。防止烧坏绕组。M3 R二、二、反接制动反接制动本讲稿第五十四页，共八十四页方法 电动机在外力（如起重机下放重物）作用下，使其电动机的转速超过旋转磁场的同步速。原理 起重机下放重物。在下放开始时，nn1，电动机处于电动状态。在位能性转矩的作用下，电动机的转速大于同步转速时，转子中感应电势、电流和转矩的方向都发生了变化，电磁转矩方向与转子转向相反，成为制动转矩。此时电动机将机械能转变为电能馈送电网，所以称回馈制动。三、回馈制动三、回馈制动 5.4 三相异步电动机的调速特性与制动特性三相异步

27、电动机的调速特性与制动特性本讲稿第五十五页，共八十四页5.5 三相异步电动机的铭牌与接线三相异步电动机的铭牌与接线1.功率功率 PN 额定运行时，轴上输出的机械功率。额定运行时，轴上输出的机械功率。3.电流电流 IN 在在 UN、PN 时，时，流入定子绕组的线电流。流入定子绕组的线电流。4.转速转速 nN 在在 UN、PN、IN 时，时，电动机转子的转速。电动机转子的转速。2.输入功率输入功率 P1=PN/=本讲稿第五十六页，共八十四页5.额定电压：定子绕组在额定电压：定子绕组在指定接法指定接法下应加的下应加的线电压线电压.说明：一般规定电动机的运行电压不能高于或低于额定值的说明：一般规定电动

28、机的运行电压不能高于或低于额定值的 5。线线电电压压AZBYXC线线电电压压ABCXYZ例：例：380/220 Y/是指：线电压为是指：线电压为380V时采用时采用Y接法；接法；当线电压为当线电压为220V时采用时采用 接法。接法。本讲稿第五十七页，共八十四页6.联接方式：联接方式：Y/接法：接法：Y 接法：接法：接法：接法：ABCZXYABCZXYABCXYZAZBYXCABCXYZ接线盒：接线盒：本讲稿第五十八页，共八十四页同步电机的基本工作原理同步电机的基本工作原理同步电机的结构同步电机的结构同步电机的并联条件同步电机的并联条件5.6 同步电机的基本工作原理和结构同步电机的基本工作原理和

29、结构 本讲稿第五十九页，共八十四页5.6 同步电机的基本工作原理和结构同步电机的基本工作原理和结构 同步电机的基本工作原理同步电机的基本工作原理同步电机结构原理图同步电机结构原理图同步电机基本工作原理同步电机基本工作原理电动机电动机 定子绕组中施以三相交流电。三定子绕组中施以三相交流电。三相对称绕组流过三相对称电流产生一旋相对称绕组流过三相对称电流产生一旋转磁场；同时转子绕组中通以直流电励转磁场；同时转子绕组中通以直流电励磁，产生一恒定磁场。根据磁极间异性磁，产生一恒定磁场。根据磁极间异性相吸的原理，转子便被定子拉着同向、相吸的原理，转子便被定子拉着同向、同速旋转。同速旋转。本讲稿第六十页，共

30、八十四页5.6 同步电机的基本工作原理和结构同步电机的基本工作原理和结构同步电机结构原理图同步电机结构原理图同步电机基本工作原理同步电机基本工作原理发电机发电机 励磁绕组中通以直流电，建立一励磁绕组中通以直流电，建立一恒定磁场，用原动机拖动转子以同步速旋恒定磁场，用原动机拖动转子以同步速旋转，则在三相绕组中感应产生交变的电势。转，则在三相绕组中感应产生交变的电势。同步电机的特点同步电机的特点 同步电机无论作为发电机运行，还是作为电动机同步电机无论作为发电机运行，还是作为电动机运行，其转速与频率之间都保持严格不变的关系。运行，其转速与频率之间都保持严格不变的关系。本讲稿第六十一页，共八十四页5.

31、6 同步电机的基本工作原理和结构同步电机的基本工作原理和结构同步电机的结构同步电机的结构(a)凸极式 (b)隐极式 本讲稿第六十二页，共八十四页5.6 同步电机的基本工作原理和结构同步电机的基本工作原理和结构并联运行的优点并联运行的优点可以根据负荷的变化来调节投入运行的机组数，提高机组的运行效率。另外也便于轮流检修，提高供电的可靠性，减少电机检修和事故的备用容量。并联运行还可起到合理调度电能，充分利用水能，降低发电成本的目的。负载变化对电压和频率的影响就会很小，从而提高供电的质量。本讲稿第六十三页，共八十四页5.6 同步电机的基本工作原理和结构同步电机的基本工作原理和结构 并联运行的条件 同步

32、发电机与电网并联合闸时，为了避免产生巨大的冲击电流，防止电机受到损坏，需要满足下列条件：三相发电机的相序要与电网的相序一致 发电机的电压与电网电压应具有相同的幅值和相位 发电机的频率要与电网的频率相等 并联投入的方法准整步法：把发电机调整到完全合乎并联条件后投入电网。自整步法：用原动机把同步发电机拖动到接近同步转速，在励磁绕组经电阻短接的情况下把发电机投入电网，然后再立即加上励磁，这时依靠磁场间形成的整步转矩把转子牵入同步。本讲稿第六十四页，共八十四页本讲稿第六十五页，共八十四页本讲稿第六十六页，共八十四页本讲稿第六十七页，共八十四页本讲稿第六十八页，共八十四页5.7 单相异步电机的基本工作原

33、理和结构单相异步电机的基本工作原理和结构 5.7.1 5.7.1 单相异步电动机的工作原理单相异步电动机的工作原理结构结构：定子放单相绕组（其中通单相交流电）；：定子放单相绕组（其中通单相交流电）；转子一般用鼠笼式。转子一般用鼠笼式。定子定子转子转子 定子定子绕组绕组定子中通入单相交定子中通入单相交流电后，形成流电后，形成脉动脉动磁场磁场。其磁感应强。其磁感应强度按正弦分布，且度按正弦分布，且随时间按正弦变化。随时间按正弦变化。本讲稿第六十九页，共八十四页5.7 单相异步电机的基本工作原理和结构单相异步电机的基本工作原理和结构 单相异步电动机的特点单相异步电动机的特点：（1）自身没有起动转矩）

34、自身没有起动转矩.F转子导条转子导条及电流及电流 当定子绕组产生的合成磁场增加时，根据右手螺旋当定子绕组产生的合成磁场增加时，根据右手螺旋定则和左手定则，可知转子导条左、右受力大小相等定则和左手定则，可知转子导条左、右受力大小相等方向相反，所以没有起动转矩。方向相反，所以没有起动转矩。本讲稿第七十页，共八十四页5.7 单相异步电机的基本工作原理和结构单相异步电机的基本工作原理和结构（2）转子借助其它力量转动后，外力去除后仍按原方）转子借助其它力量转动后，外力去除后仍按原方 向继续转动。向继续转动。其原理分析如下：其原理分析如下：定子绕组产生的脉动磁场（定子绕组产生的脉动磁场（），可用），可用正

35、、反两个正、反两个旋转磁场合成而等效。即：旋转磁场合成而等效。即：+-=+-=mt m 本讲稿第七十一页，共八十四页5.7 单相异步电机的基本工作原理和结构单相异步电机的基本工作原理和结构 脉动磁场的分解脉动磁场的分解 -+-本讲稿第七十二页，共八十四页5.7 单相异步电机的基本工作原理和结构单相异步电机的基本工作原理和结构 正反向旋转磁场的合成转矩特性正反向旋转磁场的合成转矩特性合成转矩合成转矩起动转矩起动转矩为零。为零。（正向）（正向）（反向）（反向）正正转转转转反反本讲稿第七十三页，共八十四页5.7 单相异步电机的基本工作原理和结构单相异步电机的基本工作原理和结构 电容分相式起动电容分相

36、式起动5.7.2 单相异步电动机的起动单相异步电动机的起动KDCWSTW:主绕组主绕组ST：启动绕组：启动绕组K：离心开关：离心开关启动时开关启动时开关K闭合，使两闭合，使两绕组电流绕组电流 相位差约相位差约为为90，从而产生旋转磁，从而产生旋转磁场，电机转起来；转动正场，电机转起来；转动正常以后离心开关被甩开，启常以后离心开关被甩开，启动绕组被切断。动绕组被切断。工作原理工作原理本讲稿第七十四页，共八十四页5.7 单相异步电机的基本工作原理和结构单相异步电机的基本工作原理和结构 罩极式单相电机罩极式单相电机定子定子磁极磁极转子转子短路短路环环 定子通入电流以后，部分磁通穿过定子通入电流以后，

37、部分磁通穿过短路环，并在其中产生感应电流。短短路环，并在其中产生感应电流。短路环中的电流阻碍磁通的变化，致使路环中的电流阻碍磁通的变化，致使有短路环部分和没有短路环部分产生有短路环部分和没有短路环部分产生的磁通有了相位差，从而形成旋转磁的磁通有了相位差，从而形成旋转磁场，使转子转起来。场，使转子转起来。图中电机的转动方向：顺时针图中电机的转动方向：顺时针旋转。因为没有短路环部分的磁通比有短路环部分的旋转。因为没有短路环部分的磁通比有短路环部分的磁通领先。磁通领先。本讲稿第七十五页，共八十四页5.7 单相异步电机的基本工作原理和结构单相异步电机的基本工作原理和结构 单相异步电动机的功率小，主要制

38、成小型电机。它的应用非常单相异步电动机的功率小，主要制成小型电机。它的应用非常广泛，如家用电器（洗衣机、电冰箱、电风扇）、电动工具（如广泛，如家用电器（洗衣机、电冰箱、电风扇）、电动工具（如手电钻）、医用器械、自动化仪表等。手电钻）、医用器械、自动化仪表等。5.7.3 单相电机的使用单相电机的使用本讲稿第七十六页，共八十四页三相异步电机三相异步电机 Y 系列系列本讲稿第七十七页，共八十四页三相异步电机三相异步电机 YD/YS系列系列本讲稿第七十八页，共八十四页三相异步电机三相异步电机(变频调速用变频调速用)本讲稿第七十九页，共八十四页单相交流电机单相交流电机 YCL/JY/MC系系列列本讲稿第八十页，共八十四页单相交流电机单相交流电机 YY/YC 系列系列本讲稿第八十一页，共八十四页单相双值电容异步电动机单相双值电容异步电动机YL YLG YLGR 系列系列本讲稿第八十二页，共八十四页稀土永磁同步电机稀土永磁同步电机PS系列系列本讲稿第八十三页，共八十四页起重用电机起重用电机YZ/YZR系列系列本讲稿第八十四页，共八十四页