第三篇异步电动机1.ppt

§3—6.单相异步电动机 本节的主要内容有三部分： 单相脉振磁场： 主要知道单相脉振磁场的特点。 机械特性： 分析单相磁场作用下异步电动机的机械特性。 起动方法： 掌握单相异步电动机的起动原理和方法。 单相异步电动机的用途很广，主要用在小功率电气设备的动力拖动和家用电器等。 一、单相异步电动机的起动 单相异步电动机只有一个工作绕组，通入单相电源后，在单相绕组中只流过单相正弦电流，它所产生的磁场不是旋转磁场，而是在空间不旋转的正弦脉动磁场（下面说明） 。 单相异步电动机没有自起动能力。但借助于外力，比如用手将转子向某一个方向拔动一下，则电动机就在该方向上自行加速并达到稳定转速。（转向任意控制） 与此相似，如果三相异步电动机断相（也称缺相，电源断或绕组断），同样也不能自行起动。而若是在运行过程中发生断相，虽能继续转动，但如处于重载时发生断相，则将迫使s变大(Δn↑)，造成大电流运行，以保持转矩的平衡，I1I1N。若无过载保护，就会烧毁电机的绕组。 关于磁场的分析 三相对称交流绕组通入三相对称交流电，在气隙中将产生圆形旋转磁场。旋转磁场转向为从超前相到滞后相，转速n0= 60f1/p(转/分)，或：f1/p(转/秒)。 只有三相对称才能产生圆形旋转磁场。若三相不对称，则产生椭圆形旋转磁场。若是单相电流，产生的是脉振磁场。 脉振磁场的分析：可以采用“双旋转理论”，分解为正、反两个旋转磁场。脉振磁场就是这两个旋转磁场共同作用的结果。 双旋转理论 根据第二节的分析，单相脉振磁势可以利用三角函数的公式分解为： fA=0.5FΦ[sin(ωt-xπ/τ)＋sin(ωt+xπ/τ)] 其中，0.5FΦsin(ωt-xπ/τ)和0.5FΦsin(ωt+xπ/τ)分别为正、反两个旋转磁场，其幅值一样、转速相同、转向相反。这就是双旋转理论。 脉振磁场与正反向旋转磁场的关系如下图所示。 单相脉振磁场 fA = Fφsinωt cos(xπ/τ) = fA＋＋fA－ =0.5 Fφsin(ωt - xπ/τ) + 0.5 Fφsin(ωt + xπ/τ) fA是一个脉振磁场，∵两个分量幅值相同，转向相反，合成后空间位置 x 不变，但大小和方向随时间不断变化。式中：x 是空间(位置)坐标，原点在A-X的轴线上。 开始脉振 单相脉振磁场 fA = Fφsinωt cos(xπ/τ) = fA＋＋fA－ =0.5 Fφsin(ωt - xπ/τ) + 0.5 Fφsin(ωt + xπ/τ) fA是一个脉振磁场，∵两个分量幅值相同，转向相反，合成后空间位置 x 不变，但大小和方向随时间不断变化。式中：x 是空间(位置)坐标，原点在A-X的轴线上。 停止脉振 返回初态 单相脉振磁场 fA = Fφsinωt cos(xπ/τ) = fA＋＋fA－ =0.5 Fφsin(ωt - xπ/τ) + 0.5 Fφsin(ωt + xπ/τ) fA是一个脉振磁场，∵两个分量幅值相同，转向相反，合成后空间位置 x 不变，但大小和方向随时间不断变化。式中：x 是空间(位置)坐标，原点在A-X的轴线上。 单相脉振磁场的特点： 1. 转子静止时，单相脉振磁场无驱动力矩； 2. 转子转动时，单相脉振磁场可产生一定的驱动力矩，保持转子继续旋转运行。 关于单相异步电动机的结论： 1. 单相异步电动机不能自行起动，应采取其它方法才能起动。 2. 单相异步机转动时产生的电磁转矩比较小，转差率较大，电机电流较大。 单相脉振磁场与单相异步电动机特点 单相异步电动机的机械特性是其正、反两个旋转磁场单独的机械特性的合成特性。 由于两个旋转磁场幅值一样、转速相同、转向相反，所以两条机械特性以原点对称，合成的单相异步电动机的机械特性是一条过原点的特性。所以，单相异步电动机起动转矩为零。 将机械特性转90°后的样子 二、单相异步电动机的机械特性 三、起动方法 起动分析： 必须产生旋转的磁场（至少是移动的磁场），才能切割转子绕组，产生驱动转矩，使转子转动。而要在气隙产生旋转磁场则至少需要两相的交流电流。因此，必须对磁场进行“分相”。 分相概念： 用单相交流电，使单相异步机产生旋转或移动磁场称为分相（也称为裂相）。 分相方法： 主要有电流分相、磁通分相两种。 单相异步电动机定子有一套相差90o电角度的两相绕组，在其中一相串接电容、电阻使通过该相电流相位改变从而在气隙中产生旋转磁场的方