電工與電子技術(shù)教學課件作者張文兵第四章.ppt

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1、第四章異步電動機第一節(jié)單相異步電動機第二節(jié)三相異步電動機返回第一節(jié)單相異步電動機一、單相異步電動機的用途和特點單相異步電動機(single一phaseasynchronousmotor)是靠220V單相交流電源供電的一類電動機，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稱為單相異步電動機。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拖動。例如電風扇、電冰箱、空調(diào)器、吸塵器、洗衣機、手電鉆等。從結(jié)構(gòu)上看，單相異步電動機的轉(zhuǎn)子多是采用籠型

2、的。定子上的繞組是單相繞組。當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)單相異步電動機由于磁場只是脈動，而不旋轉(zhuǎn)，因此，單相異步電動機的轉(zhuǎn)子導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的缺點，如果我們?nèi)軇右幌罗D(zhuǎn)子，則轉(zhuǎn)子導體切割脈動磁場，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、電動機具有實用意義，必須解決啟動問題。單相異步電動機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)單相異步電動機二、電容分相式單相異步電動機電容分相式電動機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就是單相電動機的正、反轉(zhuǎn)電路，當開關(guān)S向上扳時，電容器C就與B繞組串聯(lián)，電動機正轉(zhuǎn);當開關(guān)S向下扳時，電容器C與A繞組串聯(lián)，電動機

5、反轉(zhuǎn)。洗衣機就是利用這個原理進行工作的，洗衣機中的開關(guān)是靠定時器自動轉(zhuǎn)換的，使電動機的旋轉(zhuǎn)方向周期性地改變。上一頁返回第二節(jié)三相異步電動機異步電動機(asynchronousmotor)又稱感應(yīng)電動機，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)機電能量轉(zhuǎn)換為機械能量的一種交流電機。異步電動機按照轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)分為兩種形式:有鼠籠式(鼠籠式異步電機)、繞線式異步電動機。做電動機運行的異步電機。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。異步電動機是各類電動機中應(yīng)用最廣、需要量最大的一種。各國的以電為動力的機械中，約有90%左右為異步

6、電動機，其中小型異步電動機約占70%以上。在電力系統(tǒng)的總負荷中，異步電動機的用電量占相當大的比重。在中國，異步電動機的用電量約占總負荷的60%多。異步電動機的基本特點是，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);與其他電機相比，異步電動機的結(jié)構(gòu)下一頁返回第二節(jié)三相異步電動機簡單，制造、使用、維護方便，運行可靠性高，重量輕，成本低。以三相異步電動機為例，與同功率、同轉(zhuǎn)速的直流電動機相比，前者重量只及后者的1/2，成本僅為1/3。異步電動機還容易按不同環(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載特性，能滿足大多數(shù)工農(nóng)業(yè)生

7、產(chǎn)機械拖動的要求。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)，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、卷揚機、大型機床等)，不如直流電動機經(jīng)濟、方便。因此，在大功率、低轉(zhuǎn)速場合(如拖動球磨機、壓縮機等)不如用同步電動機合理。由于異步電動機生產(chǎn)量大，使用面廣，要求其必須有繁多的品種、規(guī)格與各種機械配套。因此，異步電動機的設(shè)計、生產(chǎn)特別要注意標準化、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)三相異步電動機一、三相異步電動機原理作電動機運行的三