[电机与拖动基础(第二版清华出版社)课件]12章第1部分.pptVIP

第12章 微控电机 12.1 单相异步电动机 单相异步电动机主要应用于无三相电源，容量又不大的场合。如电动工具、医疗器械、洗衣机、电冰箱、空调、电风扇等小功率电器中。 优点：使用方便 缺点：同机座号的单相与三相异步电动机相比较，功率小50%左右，功率因数低10%~20%，效率低2%~4% 单相异步电动机主要分五种类型: (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; (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; (5)单相罩极式异步电动机; 单相异步电动机结构 五种类型中(1) ~ (4)的结构 主绕组Wm 定子：两相轴线垂直的绕组 副绕组Wa 转子：鼠笼式转子 (开关……) 定子 转子 A A B B 定子 绕组 罩极式单相异步电机 ~ ~ i ?1 ?2 定子绕组 鼠笼式转子 短路环 极掌(极靴) 定子：铁心做成凸极，定子绕组集中地套在磁极上，极靴一端套有短路环。 转子：鼠笼式 A B B A 450 900 iB iA O 设两相电流为 A B B A A B B A 12.1.1 单相异步电动机的工作原理 (1)旋转磁场幅值位置： 当某相电流达到交流的最大值时，基波合成旋转磁动势波的幅值就将与该相绕组的轴线重合。 (2) 旋转速度——同步转速 n1=60f/p（p=1,2,3, …） (3) 旋转方向——沿电流的相序 （从电流超前相到落后相） (4) 反转——改变定子电流的相序。 12.1.3 各种类型的单相异步电动机 形成旋转磁场 接线如图， K----离心式开关 定子中放置有两个轴线相互垂直的绕组， 主绕组中的电流 Im滞后起动绕组中的电流Ia 起动时，两个绕组的电流有相位差（相差近90o） ，即可获得所需的旋转磁场。 2. 单相电容分相起动异步电动机 接线如图，无离心式开关 副绕组长期工作。（亦称为两相异步电动机） 运行性能较好 (应用于容量较大的单相异步电动机) 3. 单相电容运转异步电动机 接线如图 起动用电容大， 运行用电容小， 为了产生旋转磁场，使起动与运行性能都最佳 在副绕组电路串两个并联的电容器 应用于起动转矩大，而运行性能又要求较好的场合 4. 单相电容起动与运转异步电动机 接线如图， K----离心式开关 起动绕组R很大或串联一R，使Im与Ia有相位差， 产生旋转磁场，产生Tst 起动时两个绕组的电流有相位差(小于90o)，但 Tst较小 应用于容量较小，而对起动转矩又要求不的场合 1. 单相电阻分相起动异步电动机 ~ ~ i ?1 ?2 定子绕组 鼠笼式转子 短路环 极靴(极掌) 转子----鼠笼式结构 定子----凸极，极靴开槽，放置短路铜环，罩住部分极面。故称罩极式单相异步电机 5. 单相罩极式异步电动机 罩极式电动机产生的推移磁场 形成一个从未罩部分向罩极部分旋转的旋转磁场，是一个椭圆度较大的旋转磁场。 转子转向：从未罩部分转向罩极部分旋转。 此电动机起动转矩小，效率低，但结构简单，坚固可靠，成本低，应用广。 伺服电动机也称为执行电动机。在控制系统中将输入的电压信号转变为机械角位移或角速度输出。 转轴的转向与转速随信号电压的方向和大小而改变，并且能带动一定大小的负载。 12.2 伺服电动机（又称执行电动机） 应用举例： 火炮和雷达的自动定位； 12.2.2 交流伺服电动机 定子结构： 励磁绕组f 和控制绕组k，嵌放成互差90°电角度，硅钢片叠成铁心 转子结构：鼠笼形；非磁性空心杯形 笼形转子与普通鼠笼转子一样 杯形转子转动惯量小、起动迅速、反应灵敏、运行平稳 与单相分相式异步电动机的区别： 单相分相式的辅助绕组通过开关（电容）接交流电源 伺服电动机的控制绕组接控制信号输入端，接收控制电压 (Uk的幅值和相位可变化) 实质：单相分相式异步电动机。 从而产生起动转矩Tst →n 工作原理（必须两相绕组起动） 定子两相绕组通过相位不同的电流产生的旋转磁势。 可控性 Uk0 → → 正转 Uk反向→ →反转 Uk=0→ →停转 若Uk=0时，n ≠0的现象称为“自转” ﹂→脉振磁场 为了克服“自转”现象，交流伺服电动机转子电阻r2很大。