电机机械实习课程介绍

5、Chapter，第5章单相感应和小马力电动机5-1单相感应电动机5-2单相感应电动机和同步电动机的起动和运转性能5-3单相感应电动机的旋转磁场理论5-4对称二相电动机的不平衡运转； 对称成分观念5-5步进电机5-6的运行特性和典型应用5-7总结练习问题，单相和小马力电机主要供应家庭、办公室和工厂各类设备。 它们与整马力马达的设计和特性大不相同，考虑到了经济和应用上的特殊需求。 许多分数马力交流电机设计为单相应用。 家庭中单相感应电机为冰箱、空调机、风扇、洗衣机、干燥机。 其结构简单，但比三相电动机更难分析。 个人电脑辅助设备就像打印机一样，像广泛的个人娱乐设备和VCRs一样，照相机和光驱(CD )播放器的数量增加，步进电机开始广泛使用。 这些小型交流电动机结合了数控和电子处理的优点，提供了更大的弹性和控制需求。 考虑、图5-1基本单相感应电动机、Preview、图5-1基本单相感应电动机、图5-2单相感应电动机转矩速率特性基于一定的顺方向和逆方向的磁通波中的变化.图5-3分相式电机： (a )接线图(b )启动的相量图、(c )典型的启动速率操作。 二、静电电容式电机的电容起动电机也是分相电机的一种，二电流的时间相位变化是从电容串联辅助线圈得到的。 如图5-4(a )所示。 由于在电机启动后辅助绕组再次分离，辅助绕组和电容器成为间歇式服务的最低成本设计。 典型的扭矩-速率特性如图5-4(c )所示，高起动扭矩是显着的特性。 这些电动机用于压缩机泵、冷冻和空调设备等难以启动的负载。 电容式启动的电机剖视图如5-5所示。 因为电容器必须是最佳启动和最佳运行值之间的折衷值，所以必须牺牲启动转矩。 其转矩-速率特性和示意图如图5-6所示。图5-4电容器起动电机： (a )接线图(b )起动时的相量图、(c )典型的转矩-速率特性。图5-5电容器起动感应电动机的剖视图，起动开关位于转子的右侧，该电动机为防滴型结构。 (GeneralElectricCompany )，图5-6永久分离电容器电动机和典型的转矩-速率特性，图5-7电容器-启动，电容器-运转(二值电容器)电动机和典型的转矩-速率特性，图5-8屏蔽电动机和典型的转矩-速率特性，三，密封如其说明图所示，屏蔽电动机通常具有凸极，各磁极的一部分被称为屏蔽线圈的铜制短路线圈包围。 便宜，40重量以下。 四、自起动磁阻电机如图5-9(a )所示，是配合四极定子设计的转子层叠体。 磁阻转矩的产生倾向于与转子在最小磁阻位置同步的正向气隙磁通波对应地成为一条直线，因此滑动率小时，该转矩逐渐改变方向，在转矩变动的正的半周期期间，转子加速，负的半周期减速。 单相磁阻型分相起动同步电动机的典型的转矩特性如图5-9(b )所示。 注意：为了使感应电动机的高转矩值满足同步电动机的特性，建立了磁阻型同步电动机的结构，使感应电动机的转矩为同步电动机转矩的2倍或3倍。 其中，相当明显的“齿槽效应”，即根据转子的位置，转矩的大小上下变化。 五、磁滞电机在单相电机中，定子绕组通常为永久-分离-电容式(permanent-split-capacitortype )。 如图5-6所示。 选定的电容器在电动机的绕组中产生大致平衡二相的情况。 定子因此产生近似空间波形的旋转磁场，以同步速率旋转。 图5-9四极磁阻式同步电动机的(a )转子层叠和(b )典型的转矩速率特性在图5-10(b )中示出理想的转矩速率特性曲线。该特性是磁滞电动机的优点之一，与磁滞电动机相比，磁滞电动机必须从感应电动机、转矩-速率特性“快门”使负载同步，但磁滞电动机可以在任何程度的惯性下将负载加速到同步。 达到同步后，电机仍以同步速率继续旋转，调整转矩角以产生负载所需的转矩。 磁滞电机本质上是安静的，使负载平滑旋转。 另外，转子能够产生与定子的磁场相同的磁极数。 电动机可提供多速同步转速运行，其中定子分几组绕组缠绕，通过极数转换的接收方法达成。 滞后电动机可以加速并同步高惯性负载。 因为那个转矩从静止到同步速率是均匀的。 图5-10磁滞电机气隙和转子中磁场的一般性质(b )理想的转矩-速率特性。 SKIP，图5-11单相感应电动机的等效电路： (a )转子堵塞(静止) (b )转子堵塞，显示其正向磁场及反向磁场的效果(c )旋转时。 SKIP，SKIP，中，是由(5-7)式定义的逆磁场阻抗的抵抗性成分。 由于逆磁场的转矩为顺磁场的逆方向，因此内部净转矩t由比较(4-17 )式及(4-18 )式证明的旋转磁场引起的转子损失是从定子吸收的电力乘以磁场旋转率而得到的，顺向磁场转子逆向磁场转子总转子为(b )逆磁场。 图5-13是由两个平衡相序、相反系统之和合成的不平衡二相系统。 像，SKIP，SKIP这样的运算用图5-14的相量图说明。 由此，将、SKIP、图5-14的二相不平衡电压分解为对称分量，根据SKIP、图5-15的四相步进电动机的基本图案， 图5-16相对于图5-15的步进电动机的转矩-角度曲线(a )永久转子和(b )可变磁阻转子，永久磁铁转子的另一个特征是由绕组电流决定的转子位置不太明确，强磁性转子在每个绕组电流模式中有两个可能的位置。 图5-17显示的是多栈可变磁阻步进电机。 如图5-18所示，该电动机包括一系列堆栈，其通过使相同的几何结构在轴上位移而被励磁为单相绕组。 在图5-17中，转子极排列，但定子抵消了三分之一极间距的角度位移。 通过连续激励各相，转子可以以增量位移角度旋转。 图5-17三相三叠可变磁阻步进电机的剖面图，图5-18叠多相曲线图，如图5-17叠可变磁阻步进电机。 n堆叠电机的转子或定子(非两者)的每个堆叠的位移乘以极点间距。 混合式步进电机与多堆可变磁阻步进电机有明显变化。 图5-21(b )是表示从终端观察混合步进电动机的概略图。 该定子为4极，1相绕组为垂直极，2相绕组为水平极。 转子表示n极端靠近电机末端，南(s )极端位于末端。 为了获得更好的角分辨率，通常使用比图5-21所示的简化视图更多的转子极数建立了实际的混合式步进电机。 相对而言，定子始终是城堡式的，提高了角度分辨率。 混合式步进电动机的设计提供了比传统研究的永磁设计更多的优点。 这可以简单地实现小步长，包括简单的磁结构，但是在纯永磁步进电动机中，需要多极永磁体。 图5-192相永磁式转子概略图。在转子北极(n极)垂直向上对齐的状态下，示出图5-2018/步进混合式步进电动机的分解图，图5-21混合式步进电动机的概略图(a)2示出将转子重叠、轴状的直接永久磁铁，极块位移的二分之一极间距(b )为转子定子的1相励磁，表示转子对齐。 表5-1单相交流电机特性与应用，资料来源： m.liw schitz-gari kandc.c.whip ple，电机机械，第二卷(prInceton，N.J.D.VanNostrandCo.)， inc .1946 )，表5-2单相电动机的特性，本章讨论步进电动机是机电(e