cha11单相异步电动机,异步发电机及特殊

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图11-1单相异步电动机机械特性曲线 111-正序电磁转矩；2-负序电磁转矩；3-合成电磁转矩 正序电磁转矩； 负序电磁转矩；
一相绕组通电时，F+和F-幅值相等，转向相反， 幅值相等，转向相反， 一相绕组通电时， 对应T 也相对于原点对称。 对应T+和T-也相对于原点对称。 合成T 合成T= f（s）具有特点： 具有特点： （1）n=0无起动转矩； =0无起动转矩； 无起动转矩 （2）在n>0区域有正向转矩，在n<0区域有反向 >0区域有正向转矩 区域有正向转矩， <0区域有反向 转矩； 转矩； （3）理想空载转速n0<n1，所以单相异步电动机 理想空载转速n 的转差率略大于三相异步电动机的转差率。 的转差率略大于三相异步电动机的转差率。
电阻起动异步电动机的起动绕组只可以短时间工 待电动机转速达到75%-80%额定转速时 额定转速时， 作，待电动机转速达到75%-80%额定转速时，由 起动（离心）开关S将副绕组切断， 起动（离心）开关S将副绕组切断，由绕组单独 运行工作。 运行工作。 离心开关是利用转子转速的变化， 离心开关是利用转子转速的变化，引起重块所 产生的离心作用， 产生的离心作用，通过滑动机构来闭合或分断触 达到在起动时接通起动绕组的目的。 点，达到在起动时接通起动绕组的目的。电动机 运转时，重块飞离、触点断开。电动机停止转动， 运转时，重块飞离、触点断开。电动机停止转动， 重块复位，触点闭合，可以重新启动。 重块复位，触点闭合，可以重新启动。
图11-2 电容起动单相异步电动机 11接线图；（ ；（b （a）接线图；（b）相量图
单相电容起动异步电动机的副绕组和电容器只可 以短时间工作，待电动机转速达到75%-80%额定 以短时间工作，待电动机转速达到75%-80%额定 转速时，由起动（离心）开关S将副绕组切断， 转速时，由起动（离心）开关S将副绕组切断， 由绕组单独运行工作。 由绕组单独运行工作。 单相电容起动异步电动机的基本系列代号为CO， 单相电容起动异步电动机的基本系列代号为CO， CO2。功率等级有120，180，250，370，550， CO2。功率等级有120，180，250，370，550， 120 750W，额定电压为220V，同步转速有1500转 750W，额定电压为220V，同步转速有1500转/分， 3000转 3000转/分。适宜具有较高起动转矩的小型空气压 缩机，电冰箱，磨粉机，水泵及载起动的机械。 缩机，电冰箱，磨粉机，水泵及载起动的机械。
4.单相电容起动和运行异步电动机 4.单相电容起动和运行异步电动机 电容起动单相异步电动机在起动绕组中串联一个 电容器，用这种方法可以提高起动转矩。 电容器，用这种方法可以提高起动转矩。电容运 行单相异步电动机， 行单相异步电动机，其电容及副绕组长期参与运 可使运行具有圆形或近圆形的磁场， 行，可使运行具有圆形或近圆形的磁场，改善了 运行性能。 运行性能。 单相异步电动机有较大的起动转矩， 单相异步电动机有较大的起动转矩，需要起动 绕组串联的电容器容量应较大； 绕组串联的电容器容量应较大；要使电动机有较 好的工作性能， 好的工作性能，需要起动绕组串联的电容器容量 却要小。要有大的起动转矩， 却要小。要有大的起动转矩，又要有好的工作性 则采用两个电容器并联后再与起动绕组串联。 能，则采用两个电容器并联后再与起动绕组串联。
（二）罩极式电动机 1.凸极式罩极异步电动机 1.凸极式罩极异步电动机 定子铁心用硅钢片叠压而成，每个极上绕组有集中 定子铁心用硅钢片叠压而成， 绕组，称为主绕组。在每个极面的一边开有一个小槽， 绕组，称为主绕组。在每个极面的一边开有一个小槽， 槽中有短路铜环，罩住磁极面1/3左右 左右。 槽中有短路铜环，罩住磁极面1/3左右。铜环把极面 罩住一部份，故称为罩机电动机； 罩住一部份，故称为罩机电动机；又因为主磁极是凸 出来的，全称为凸极式罩极异步电动机。 出来的，全称为凸极式罩极异步电动机。 当定子绕组上的通入单相交流电时， 当定子绕组上的通入单相交流电时，它所产生的脉 动磁场在短路环的作用下， 动磁场在短路环的作用下，磁极之间形成一个连续移 动的磁场，着是一个旋转磁场，使转子旋转。 动的磁场，着是一个旋转磁场，使转子旋转。磁场的 旋转方向是从磁极处向短路环方向移动。 旋转方向是从磁极处向短路环方向移动。
单相电阻起动异步电动机功率等级有40，60，120， 单相电阻起动异步电动机功率等级有40，60，120， 180，260，350W，额定电压为220V， 180，260，350W，额定电压为220V，同步转速 1500转 3000转 有1500转/分，3000转/分。适宜具有中等起电脑 感转矩和过载能力的小型车床，鼓风机， 感转矩和过载能力的小型车床，鼓风机，医疗机 械等。 械等。 2.单相电容起动异步电动机 2.单相电容起动异步电动机 副绕组a与电容器C及离心开关S串联后， 副绕组a与电容器C及离心开关S串联后，与主绕 并联，再与电源接通，如图11组m并联，再与电源接通，如图11-2。在副绕组 电路内，电抗大于感抗，是电容性电路。如果电 电路内，电抗大于感抗，是电容性电路。 容器选择适当，可起动时的I 相位正好超前I 容器选择适当，可起动时的Ia相位正好超前Im为 90度。 电容分相法就是用电容器使副绕组和主绕 90度 组内的电流产生相位差的方法。 组内的电流产生相位差的方法。
1 f ( x，t ) = Fm1 cos x cos ωt = Fm1[cos( x − ωt ) + cos(x + ωt )] 2 = F+ + F−
脉振磁势可以分解为两个圆形旋转磁势分量， 脉振磁势可以分解为两个圆形旋转磁势分量，他们可 以分别在异步电动机中产生电磁转矩。 以分别在异步电动机中产生电磁转矩。所以一相工作 定子绕组通电时， 定子绕组通电时，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， 产生T ），F 势产生的电磁转矩的叠加，即F+产生T+=f（s），F-产 生T-= f（s），电动机机械特性为T=T++T-，如图11-1 ），电动机机械特性为 电动机机械特性为T 如图11所示。 所示。
一、单相异步电动机只有一个工作绕组时的转 矩特性 单相异步电动机定子绕组上有两个交流分布绕 一般相差90电角度 主绕组m 电角度) 组(一般相差90电角度)，主绕组m（也称工作 绕组）和副绕组a 绕组）和副绕组a。 当m绕组相通入单相正弦交流电流时，将会产 绕组相通入单相正弦交流电流时， 生正弦分布的基波脉振磁势。 生正弦分布的基波脉振磁势。
二、单相异步电动机的起动方法 单相异步电动机的起动 ，就是要使定子产生一个旋转磁 最好是产生一个圆形旋转场。 有了旋转磁场， 场，最好是产生一个圆形旋转场。 有了旋转磁场，单相 异步电动机就能起动。根据使定子产生旋转磁场的方法， 异步电动机就能起动。根据使定子产生旋转磁场的方法， 可将单相异步电动机分为分相式电动机和罩式电动机。 可将单相异步电动机分为分相式电动机和罩式电动机。 （一）分相式电动机 1.单相电阻起动异步电动机 1.单相电阻起动异步电动机 主绕组m和副绕组a接到同电源电压U 主绕组m和副绕组a接到同电源电压U上，在主绕组电路中， 在主绕组电路中， 感抗比电阻大的多，所以主绕组内电流Im的相位滞后于 感抗比电阻大的多，所以主绕组内电流Im的相位滞后于 电源电压U 且相位角较大；在副绕组中，电阻比感抗大， 电源电压U，且相位角较大；在副绕组中，电阻比感抗大， 副绕组的电流I 的相位角也滞后于电源电压U 副绕组的电流Ia的相位角也滞后于电源电压U，但相位角 较小，这样I 之间出现了相位差。 较小，这样Im，Ia之间出现了相位差。电阻分相法就是用 电阻使副绕组和主绕组的电流产生相位差的方法。 电阻使副绕组和主绕组的电流产生相位差的方法。
第十一章 单相异步电动机，异步发电 单相异步电动机， 机及特殊异步电机
单相异步电动机 异步发电机 交流测速发电机
第一节 单相异步电动机
单相异步电动机由单相电源供电，使用方便， 单相异步电动机由单相电源供电，使用方便，广 泛应用于家电、电动工具、医疗器械中。 泛应用于家电、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， 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， 的体积大、运行性能较差，所以单相电机只做成 小容量的。 小容量的。 单相异步电动机通常在定子上有2相绕组， 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。 是普通的鼠笼转子。根据两个定子绕组的分布及 供电况的不同，可以产生不同的起动和运行性能。 供电况的不同，可以产生不同的起动和运行性能。
2.隐极式罩极异步电动机 2.隐极式罩极异步电动机 主绕组匝数多，线较细；起动绕组（罩极） 主绕组匝数多，线较细；起动绕组（罩极）匝数少 2~8），线较粗，一般为主绕组导线直径的3 ），线较粗 （2~8），线较粗，一般为主绕组导线直径的3-5倍， 起动绕组自成闭合回路，其作用与凸极式铜环一样， 起动绕组自成闭合回路，其作用与凸极式铜环一样， 这种电动机在定子铁心槽上，不易看出磁极， 这种电动机在定子铁心槽上，不易看出磁极，故称为 隐极式。 隐极式。隐极式异步电动机磁场转方向是从绕组向起 动绕组方向移动，转子沿旋转磁场方向旋转。 动绕组方向移动，转子沿旋转磁场方向旋转。 凸极式或隐极式罩极异步电动机，起动转矩内较小， 凸极式或隐极式罩极异步电动机，起动转矩内较小， 功率因数和效率也较低，起动性能和运行性能较差， 功率因数和效率也较低，起动性能和运行性能较差， 但结构简单，成本低，运行时噪音小，耐用， 但结构简单，成本低，运行时噪音小，耐用，维修简 功率范围15-90W额定电压为 额定电压为220V， 单。功率范围15-90W额定电压为220V，适宜小型风 扇，电动模型，电唱机及各类轻载起动的小功率电动 电动模型， 设备。 设备。
3.单相电容运行异步电动机 3.单相电容运行异步电动机 如果电容起动的单相异步电动机的副绕组设计成 长期接在电源上工作， 长期接在电源上工作，这种电动机就为单相电容 运行电动机或单相电容电动机。 运行电动机或单相电容电动机。 单相电容运行异步电动机的基本系列为DO、 单相电容运行异步电动机的基本系列为DO、 DO2。功率有8 15、25、40、60、90、120、 DO2。功率有8、15、25、40、60、90、120、 180W。同步转速有1500r/min和3000r/min两种 180W。同步转速有1500r/min和3000r/min两种。 两种。 此种电动机具有较高的功率因数，效率，体积小， 此种电动机具有较高的功率因数，效率，体积小， 重量轻，适宜电风扇，通风机，录音机， 重量轻，适宜电风扇，通风机，录音机，各种空 载和轻载起动的机械。 载和轻载起动的机械。