异步电机9异步电机的其它运行方式、单相异步电动机

1、第三篇异步电机第二十章异步电机的其它运行方式第二十一章单相异步电动机异步电机的其它运行方式、单相异步电动机本章基本要求1.了解异步发电机的运行原理2.了解异步电机的三种制动方法3.了解移相器和感应调压器的基本原理4.了解单相异步电动机基本原理和起动方法异步电机的其它运行方式、单相异步电动机主要内容 异步发电机 异步电机的制动运行 移相器和感应调压器 单相异步电动机异步电机的其它运行方式、单相异步电动机运行方式：电动机 (0s1)，发电机(s0)，电磁制动(1s)，移相器或感应调压器(s1)U1 = -E1 + I1Z120.1 异步发电机一、异步发电机的电磁关系(s0)1. 方程式-E=I 1

2、mZmI1 + I2 = Im rE2 = I2 2 + jx2 sE= E = - j4.44 f w kF11w1m 12异步电机的其它运行方式、单相异步电动机20.1 异步发电机U1jI1x1一、异步发电机的电磁关系(s0)2相量图EEI与s的正负无关2m1IE2E2r2+ (sx )2E2 x2+ (sx )22I = s2 = I s-j+ Ir2 + jxr2r222a2r22222s转子有功电流与转子电动势反相位；转子无功电流总是落后于转子电势90FmI1- I 2 r- I2 2 P1= m1U1 I1 cosj1输入功率为负,表示是输出功率s-E1I1r1I2aj1ImI2r

3、 y2E1 = E2异步电机的其它运行方式、单相异步电动机20.1 异步发电机一、异步发电机的电磁关系(s0)3等效电路（与电动机相同）jx2r2jx11- ssr1as 0,r2 n1F(与F 同相） F E I E异步发电机cs1FcIcFs发电机的端电压与电流同时满足电容线（直线）与空载特性（饱和曲线），它们的交点即为稳定电压的点。EsE1异步电机的其它运行方式、单相异步电动机20.1 异步发电机二、异步发电机的运行2、独立运行（自激异步发电机）激磁原理：调节电容的大小或转子转速可凋节发电机的端电压U0U0临界电容线电容线A空载特性自激条件：1) 转子有剩磁；2) 在一定的转速下，电容值

4、必须大于临界电容值。aEs0II00异步电机的其它运行方式、单相异步电动机20.2 异步电机制动运行制动运行电机产生的电磁转矩和转子的旋转方向相反的运行状态（如快速停转、减速运行、正转快速变成反转等）异步电动机三种制动方法：反接制动 回馈制动能耗制动一、反接制动转子的转向与气隙旋转磁场的转向相反，转差率sl 1、正转反接原理：利用换接开关将三条供电线中任意两条对调，以改变定子电流的相序，使旋转磁场的旋转方向倒转。特点：震动和冲击较大，不宜用于精度要求高的场合。用于可逆转的传动系统异步电机的其它运行方式、单相异步电动机20.2 异步电机制动运行TM一、反接制动2、正接反转TLsasb011.2s

5、定子按电动机接法(即正接)，转子在外力推动下反向旋转。绕线转子异步电机为动力的起重机下放重物时，在转子回路串入较大电阻可使转子反转。重物下降的速度可以通过调节串入转子回路的电阻来控制。不仅从电源吸收电功率外而且从轴上吸收机械功率，它们都消耗在转子回路里。r2r2 + rj1r2 + rj 2r2 + rj 3abcd异步电机的其它运行方式、单相异步电动机20.2 异步电机制动运行二、回馈制动（发电机制动）转速超过同步转速n1，为发电机状态运行，电磁转矩为制动性质，把从轴上吸收的机械能转变为电能回馈给电网实例：1）电车下坡时，车速增大到转速nn1，电为发电机状态运行，电磁转矩起制动作用，阻止转速

6、进一步增加。2） 变极调速的电动机从少数极变换到多数极的过程中， 同步转速突然降低，转子转速暂高于同步速，成为发电机运行，电磁转矩与转向相反，起制动作用，使转速降低， 最后在多极数的电动机状态下运行。3） 起重电动机反接带有位能性负载。异步电机的其它运行方式、单相异步电动机20.2 异步电机制动运行三、能耗制动原理：定子绕组从电源切断后， 将其中任意两端接上直流电源， 从而在空气隙中建立一静止的磁场。旋转着的转子切割磁场感应电势，由于转子绕组是一闭合电路，便产生电流和电磁转矩。该电磁转矩的作用方向与转子旋转方向相反，起到制动作用。转子机械动能变为铜耗而迅速耗掉，达到迅速停车的目的在高速时效果较

7、好，用于迅速停车。电源 -A整流器+定子CB转子异步电机的其它运行方式、单相异步电动机20.3 移相器和感应调压器一、移相器结构：与绕线转子异步电机基本相同； 通过蜗轮、蜗杆卡住。A至负载aaacb定子Fm电源 c转子b原理：通过转子转角，调节输出电压对电源电压的相位。CBAE1U1U1 -E1aXaU2x= E1 - U1FmE2e jae jaU E22kkee异步电机的其它运行方式、单相异步电动机20.3 移相器和感应调压器一、移相器移相器副边的端电压数值值大致不变，与原边电源电压维持一定的变比关系。其相位取决于转子位置角， 调节转子位置即可改变输出电压的相位。= E1e jaU E22

8、ke应用：E1 -U1U1a实验室和实验装置中，如校验电力表、相位计和继电器等。异步电机的其它运行方式、单相异步电动机20.3 移相器和感应调压器二、感应调压器结构：a与绕线转子异步电机基本相同；通过蜗轮、蜗杆卡住，但定子E2a绕组与转子绕组之间有磁的联系外，还有电路上的联系，接法与自耦变压器类似原理：通过改变转子的位置，改变电动势的相位，大小基本不变， 进而实现调压。相反，自耦变压器通过改变电动势的大小， 而相位基本不变，实现调压。AFm副边输出E原边输入1BcCb异步电机的其它运行方式、单相异步电动机20.3 移相器和感应调压器二、感应调压器U1 -E1U E E= E E11 )e- j

9、ae- ja -U (1+U21211kk2ee1a = 0 E1E2 = U1 (1+ k )U2 maxe1 )a = 180 E -E= U (1-U2 min121ke 1+ 2 cosaE 2E 22E E cosa UU=1+2121212kke e2(1+ cosa )ke = 1= 2U1= 0U2 = U1U2 maxU2 min电压的大小和相位都改变。重量、励磁电流和损耗比同容量的自耦调压器大。没有滑动触头， 运行比较安全可靠，常用于电网和实验室。aEb2U2U2 maxU2 min-U1 E1E2aE1FmU1异步电机的其它运行方式、单相异步电动机21.2 单相异步电动机

10、应用：家用电器或医疗器械（电风扇、电冰箱、空调、洗衣机）结构：定子绕组有起动绕组（辅助绕组）和工作绕组（主绕组）， 在空间相差90度电角度；转子为 鼠笼式。定子铁心分为隐极式和 凸极式（罩极）。异步电机的其它运行方式、单相异步电动机21.2 单相异步电动机一、工作原理原理：单相交流绕组通入单相交流电流产生脉动磁动势，其可分解为两个转向相反的旋转磁动势，它们分别建立起正转和反转磁场，这两个磁场切割转子导体，产生感应电动势和感应电流，从而形成正反向电磁转矩，叠加后即为推动转子转动的合成转矩n -n+s= 1=s设电动机转速为n，则对正转磁场而言，转差率为s+；对反转磁场而言，转差率为s-n1- n

11、1 -n =s-=2-s- n1TM=TM+TM-反转磁场引起电流频率高，集肤效应电阻大异步电机的其它运行方式、单相异步电动机21.2 单相异步电动机一、工作原理特点：1. 起动转矩等于零当sl时，TM+TM-，TM0，仅一个绕组工作不能自起动。2. 转向不固定在两个方向都可以运行，运行时的旋转方向依起动时的转动方向而定。3. 理想空载达不到同步转速因有负序转矩存在，即使转轴上不带任何负载，转子电流也不可能为零，单相电机达不到同步转速。4. 过载能力和效率有所降低。负序转矩存在异步电机的其它运行方式、单相异步电动机21.2 单相异步电动机二、起动方法产生旋转磁场必须具有的两个条件：至少有两个在空间上有相位差的绕组，绕组中通过时间上有相位差的电流起动方法：分（裂）相起动和罩极起动1、分（裂）相起动 电容分（裂）相异步电机的其它运行方式、单相异步电动机21.2 单相异步电动机二、起动方法1、分（裂）相起动 电容分（裂）相电容起动电动机：起动后，起动绕组自动断开电容（运转）电动机：起动后， 起动绕组不断开 电阻分（裂）相2、罩极起动 结构：工作绕组F1F2F1F3F3短路环ykFkEIkk(a)(b)凸极定子，工作绕组为集中绕组，极靴表面的1/3处开槽，小极部分罩短路环（即为罩极绕组）异步电机的其它运行方式、单