電工與電子技術(shù)教學(xué)課件作者張文兵第四章.ppt

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1、第四章異步電動機(jī)第一節(jié)單相異步電動機(jī)第二節(jié)三相異步電動機(jī)返回第一節(jié)單相異步電動機(jī)一、單相異步電動機(jī)的用途和特點單相異步電動機(jī)(single一phaseasynchronousmotor)是靠220V單相交流電源供電的一類電動機(jī)，它適用于只有單相電源(single一phasepower)的小型工業(yè)設(shè)備和家用電器中。由單相電源供電的異步電動機(jī)稱為單相異步電動機(jī)。由于其取用電源方便，所以在家庭、辦公室等只需小功率動力輸出設(shè)備的場合中，廣泛采用單相電動機(jī)拖動。例如電風(fēng)扇、電冰箱、空調(diào)器、吸塵器、洗衣機(jī)、手電鉆等。從結(jié)構(gòu)上看，單相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子多是采用籠型

2、的。定子上的繞組是單相繞組。當(dāng)繞組接通單相電源后，則在定子鐵芯、轉(zhuǎn)子鐵芯和空氣隙中產(chǎn)生脈動磁場，如圖4一1所示。這個磁場方向總是垂直向上或是垂直向下，它的軸線在空間保持固定位置，軸線位置上的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小隨時間作正弦變化。下一頁返回第一節(jié)單相異步電動機(jī)由于磁場只是脈動，而不旋轉(zhuǎn)，因此，單相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體與磁場之間沒有相對運行，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，也就沒有電磁力作用，沒有啟動轉(zhuǎn)矩，即不能自行啟動，這是單相異步電動機(jī)的缺點，如果我們?nèi)軇右幌罗D(zhuǎn)子，則轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割脈動磁場，而產(chǎn)生感應(yīng)電流，在電磁力的作用下，轉(zhuǎn)子將順著撥動的方向轉(zhuǎn)動起來。為了使單相異步

3、電動機(jī)具有實用意義，必須解決啟動問題。單相異步電動機(jī)常用的啟動方法有電容分相式和罩極式兩種。上一頁下一頁返回第一節(jié)單相異步電動機(jī)二、電容分相式單相異步電動機(jī)電容分相式電動機(jī)的定子上安放兩個繞組:一個是工作繞組A1,A2;另一個是輔助繞組B1,B2。這兩個繞組:在空間相隔90°，如圖4一2(a)所示。輔助繞組B與電容器C串聯(lián)后再與工作繞組A并聯(lián)于單相交流電源上。由于電容器的接入，使得通過輔助繞組B上的電流如超前于通過工作繞組A上的電流i，接近90°，這就是電容分相的作用，如圖4一2(b)所示。這樣，在空間相隔90°的兩個繞組中，分別通入相位差為90°

4、的兩相電流，也能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。上一頁下一頁返回第一節(jié)單相異步電動機(jī)由圖4-3可見，IB和IA產(chǎn)生的磁場，如同三相交流電產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場一樣，按順時針方向旋轉(zhuǎn)。在這個旋轉(zhuǎn)磁場的作用下，籠型轉(zhuǎn)子就會沿磁場旋轉(zhuǎn)的方向轉(zhuǎn)動起來。如果將電容器C與A繞組串聯(lián)后再與B繞組并聯(lián)，接于單相交流電源上，則有IA超前IB接近90°，那么旋轉(zhuǎn)磁場按逆時針方向轉(zhuǎn)動起來。因此，要改變電容分相式電動機(jī)的轉(zhuǎn)向，只要調(diào)換一個繞組與電容器C相串聯(lián)。如圖4-4就是單相電動機(jī)的正、反轉(zhuǎn)電路，當(dāng)開關(guān)S向上扳時，電容器C就與B繞組串聯(lián)，電動機(jī)正轉(zhuǎn);當(dāng)開關(guān)S向下扳時，電容器C與A繞組串聯(lián)，電動機(jī)

5、反轉(zhuǎn)。洗衣機(jī)就是利用這個原理進(jìn)行工作的，洗衣機(jī)中的開關(guān)是靠定時器自動轉(zhuǎn)換的，使電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向周期性地改變。上一頁返回第二節(jié)三相異步電動機(jī)異步電動機(jī)(asynchronousmotor)又稱感應(yīng)電動機(jī)，是由氣隙旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電流相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，從而實現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能量的一種交流電機(jī)。異步電動機(jī)按照轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)分為兩種形式:有鼠籠式(鼠籠式異步電機(jī))、繞線式異步電動機(jī)。做電動機(jī)運行的異步電機(jī)。因其轉(zhuǎn)子繞組電流是感應(yīng)產(chǎn)生的，又稱感應(yīng)電動機(jī)。異步電動機(jī)是各類電動機(jī)中應(yīng)用最廣、需要量最大的一種。各國的以電為動力的機(jī)械中，約有90%左右為異步

6、電動機(jī)，其中小型異步電動機(jī)約占70%以上。在電力系統(tǒng)的總負(fù)荷中，異步電動機(jī)的用電量占相當(dāng)大的比重。在中國，異步電動機(jī)的用電量約占總負(fù)荷的60%多。異步電動機(jī)的基本特點是，轉(zhuǎn)子繞組不需與其他電源相連，其定子電流直接取自交流電力系統(tǒng);與其他電機(jī)相比，異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)下一頁返回第二節(jié)三相異步電動機(jī)簡單，制造、使用、維護(hù)方便，運行可靠性高，重量輕，成本低。以三相異步電動機(jī)為例，與同功率、同轉(zhuǎn)速的直流電動機(jī)相比，前者重量只及后者的1/2，成本僅為1/3。異步電動機(jī)還容易按不同環(huán)境條件的要求，派生出各種系列產(chǎn)品。它還具有接近恒速的負(fù)載特性，能滿足大多數(shù)工農(nóng)業(yè)生

7、產(chǎn)機(jī)械拖動的要求。其局限性是，它的轉(zhuǎn)速與其旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速有固定的轉(zhuǎn)差率(見異步電機(jī))，因而調(diào)速性能較差，在要求有較寬廣的平滑調(diào)速范圍的使用場合(如傳動軋機(jī)、卷揚機(jī)、大型機(jī)床等)，不如直流電動機(jī)經(jīng)濟(jì)、方便。因此，在大功率、低轉(zhuǎn)速場合(如拖動球磨機(jī)、壓縮機(jī)等)不如用同步電動機(jī)合理。由于異步電動機(jī)生產(chǎn)量大，使用面廣，要求其必須有繁多的品種、規(guī)格與各種機(jī)械配套。因此，異步電動機(jī)的設(shè)計、生產(chǎn)特別要注意標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化。在各類系列產(chǎn)品中，以產(chǎn)量最大、使用最廣的三相異步電動機(jī)系列為基本系列;此外還有若干派生系列(在基本系列基礎(chǔ)上作部分改變導(dǎo)出的系列)、

8、專用系列(為特殊需要設(shè)計的具有特殊結(jié)構(gòu)的系列)。上一頁下一頁返回第二節(jié)三相異步電動機(jī)一、三相異步電動機(jī)原理作電動機(jī)運行的三