單相異步電動機知識ppt課件

1、 單相異步電動機知識講師:王中泉2007-12-10單相異步電動機知識一、任務(wù)原理一、任務(wù)原理(單繞組異步電動機單繞組異步電動機)單相異步電動機定子上普通有兩個繞組：起單相異步電動機定子上普通有兩個繞組：起動繞組、任務(wù)繞組，兩繞組在空間上相距動繞組、任務(wù)繞組，兩繞組在空間上相距90度電角度。轉(zhuǎn)子是籠型構(gòu)造。度電角度。轉(zhuǎn)子是籠型構(gòu)造。 單相異步電動機知識常用起動方法是裂相起動。在定子上另裝一套起動繞組，使之為任務(wù)繞組在空間上互差90電角度。起動繞組與電容(或電阻)串聯(lián)后再與任務(wù)繞組并聯(lián)于同一電源上，如下圖。適中選擇串入電容C的大小，可以使起動繞組中電流IB超前于任務(wù)繞組中電流IA約90相角。這樣

2、兩繞組磁動勢可以在氣隙中構(gòu)成一個接近于圓形的旋轉(zhuǎn)磁動勢和磁場，并產(chǎn)生一定的起動轉(zhuǎn)矩。 單相異步電動機種類1.單相電阻起動異步電動機冰箱緊縮機2.單相電容起動異步電動機-冰箱緊縮機 3.單相電容起動運轉(zhuǎn)異步電動-空調(diào)緊縮機4.單相罩極異步電動機小家電空調(diào)緊縮機用單相異步電動機的性能要求1.最大力矩和壓機排量成正比,壓機的BDV要求有關(guān)(通常為額定力矩的2.2倍以上)2.起動力矩-(通常為額定力矩的0.3倍以上)冷媒堆積實驗 3.電容電壓-氣體負荷詳細實驗中電容電壓氣體負荷詳細實驗ITMAX,-30%電壓或20%電壓下,馬達堵轉(zhuǎn)維護實驗繞組溫度200度單相異步電動機構(gòu)造異步電機主要由固定不動的定子

3、和旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子兩部分組成，定、轉(zhuǎn)子之間有氣隙.單相異步電動機構(gòu)造鐵心：由厚度為鐵心：由厚度為0.5mm的低硅鋼片的低硅鋼片疊裝而成，構(gòu)成磁路，嵌放定子繞疊裝而成，構(gòu)成磁路，嵌放定子繞組。為了嵌放定子繞組，在定子沖組。為了嵌放定子繞組，在定子沖片中均勻地沖制假設(shè)干個外形一樣片中均勻地沖制假設(shè)干個外形一樣的槽。槽形有三種：半閉口槽、半的槽。槽形有三種：半閉口槽、半開口槽、開口槽開口槽、開口槽 。半閉口槽適用。半閉口槽適用于小型異步電機，其繞組是用圓導(dǎo)于小型異步電機，其繞組是用圓導(dǎo)線繞成的。半開口槽適用于低壓中線繞成的。半開口槽適用于低壓中型異步電機，其繞組是成型線圈。型異步電機，其繞組是成型線圈。開

4、口槽適用于高壓大中型異步電機，開口槽適用于高壓大中型異步電機，其繞組是用絕緣帶包扎并浸漆處置其繞組是用絕緣帶包扎并浸漆處置過的成型線圈。過的成型線圈。 單相異步電動機構(gòu)造繞組：構(gòu)成電路部分。其作用是感繞組：構(gòu)成電路部分。其作用是感應(yīng)電動勢、流過電流、實現(xiàn)機電能應(yīng)電動勢、流過電流、實現(xiàn)機電能量轉(zhuǎn)換。定子繞組在槽內(nèi)部分與鐵量轉(zhuǎn)換。定子繞組在槽內(nèi)部分與鐵心間必需可靠絕緣，槽絕緣的資料、心間必需可靠絕緣，槽絕緣的資料、厚度由電機耐熱等級和任務(wù)電壓來厚度由電機耐熱等級和任務(wù)電壓來決議。決議。 單相異步電動機構(gòu)造轉(zhuǎn)子構(gòu)造:鐵心：由厚度為0.5mm的低硅鋼片疊裝而成，構(gòu)成磁路。轉(zhuǎn)軸：支撐轉(zhuǎn)子鐵心和輸出機械轉(zhuǎn)

5、矩。繞組：構(gòu)成電路部分。分為：籠形繞組和繞線式繞組。單相異步電動機構(gòu)造總結(jié):定子-兩相繞組+鐵芯+絕緣資料轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子鐵芯+鋁壓鑄鼠籠由兩相繞組在氣隙中構(gòu)成旋轉(zhuǎn)磁場,轉(zhuǎn)子導(dǎo)條感生電勢產(chǎn)生電流,電流和磁場作用產(chǎn)生作用力使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),由于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度低于旋轉(zhuǎn)磁場的速度,所以叫異步電動機單相異步電動機磁場單相異步電動機 轉(zhuǎn)子為什么要斜槽? 由于定轉(zhuǎn)子開槽產(chǎn)生齒諧波,齒諧波的分布系數(shù)及短距系數(shù)和基波一樣,不能用分布及短距的方法減弱它,在單相電機中通常采用轉(zhuǎn)子斜槽的方法,使齒諧波磁場在轉(zhuǎn)子導(dǎo)條中感應(yīng)的電勢被抵消掉,這樣就能防止齒諧波磁場產(chǎn)生的附加轉(zhuǎn)矩.損耗.噪音.普通斜一個定子齒距. 轉(zhuǎn)子為什么要充分發(fā)藍?

6、發(fā)藍能減低轉(zhuǎn)子的渦流電流,在起動階段,負序磁場大,渦流電流在負序磁場作用下,產(chǎn)生阻轉(zhuǎn)矩,嚴重時導(dǎo)致起動不良高發(fā).單相異步電動機 E=4.44fwk E電勢 f頻率 w每相串聯(lián)匝數(shù) k繞組系數(shù) 每極氣隙磁通量 在同樣的每極氣隙磁通量下,-8電源機種的匝數(shù)是-1電源的2.3倍,但通常60HZ的鐵損比50HZ鐵損高,為降低鐵損, -1電源的每極氣隙磁通量比-8電源機種小,所以,-8電源機種的匝數(shù)是-1電源的2倍左右.單相異步電動機 如何提高電機效率 ? 電機的損耗:銅損,鐵損,機械損,雜散損. 銅損:定子銅損,轉(zhuǎn)子鋁損 鐵損:定子,轉(zhuǎn)子鐵芯磁滯損,渦流損. 降低定子銅損-1.降低定子繞組匝數(shù) 但要留

7、意.磁密上升,鐵耗增大.激磁電流增大,銅損增大.功率要素降低.2.降低定子繞組端部長度 但要留意定子制造性. 3.添加定子導(dǎo)線面積 但要留意槽滿率不要過高.本錢上升. 降低轉(zhuǎn)子鋁損 -1.增大轉(zhuǎn)子槽面積,端環(huán)面積 但要留意起動力矩下降,用資料添加. 降低鐵損-1.定子鐵芯熱處置 本錢添加 2.高牌號電磁鋼板 本錢添加 3.增大鐵芯厚度,降低磁密,但鐵芯分量添加,能否降低鐵損取決于這兩要素誰占主導(dǎo)位置.另外激磁電流減低,降低銅損,但電阻上升,能否真正降低銅損要留意.單相異步電動機轉(zhuǎn)子起動轉(zhuǎn)矩的影響要素:漏電抗大,轉(zhuǎn)子電阻小,轉(zhuǎn)子發(fā)蘭不充分,轉(zhuǎn)子鼠籠斷條.氣孔. 降低漏電抗-1.降低定子繞組匝數(shù)

8、但要留意.磁密上升,鐵耗增大.激磁電流增大,銅損增大.功率要素降低.2.改良定子槽形,增大槽寬,減小槽高 但要留意齒磁密添加,功率要素降低.添加轉(zhuǎn)子電阻-1.減小轉(zhuǎn)子槽面積,端環(huán)面積 但要留意轉(zhuǎn)子鋁損上升,效率下降.選擇好的轉(zhuǎn)子發(fā)蘭,鑄鋁工藝.轉(zhuǎn)子鋁損 單相異步電動機轉(zhuǎn)子起動電流的影響要素:漏電抗小 添加漏電抗-1.增大定子繞組匝數(shù) 但要留意起動轉(zhuǎn)矩降低.最大轉(zhuǎn)矩的影響要素:漏電抗大,定子電阻大,轉(zhuǎn)子電阻大.降低漏電抗.定子電阻-1.降低定子繞組匝數(shù) 但要留意.磁密上升,鐵耗增大.激磁電流增大,銅損增大.功率要素降低.2.改良定子槽形,增大槽寬,減小槽高 但要留意齒磁密添加,功率要素降低.3.

9、選大的線規(guī),要留意槽滿率不要過高降低轉(zhuǎn)子電阻-1.增大轉(zhuǎn)子槽面積,端環(huán)面積 但要留意起動轉(zhuǎn)矩下降.單相異步電動機異步電機電磁轉(zhuǎn)矩的參數(shù)表達式描畫了電磁轉(zhuǎn)矩與參數(shù)的關(guān)系，由簡化等效電路推導(dǎo)出表達式如下單相異步電動機 2. 最大電磁轉(zhuǎn)矩Tmax和發(fā)生最大電磁轉(zhuǎn)矩時的轉(zhuǎn)差率sm 留意： 在給定頻率下，Tmax與U12成正比。最大電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子電阻無關(guān)，但發(fā)生最大電磁轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)差sm與R2成正比亦即與R2成正比。漏抗越大，Tmax越小。故當轉(zhuǎn)子回路電阻添加如繞線型轉(zhuǎn)子串入附加電阻時，Tmax雖然不變，但sm增大，整個Tem=f(s)曲線向左挪動 。 單相異步電動機起動轉(zhuǎn)矩Tst Tem表達式中，令s=1

10、得Tst表達式。 單相異步電動機磁滯損耗-鐵磁資料在交變磁場作用下的反復(fù)磁化過程中，磁疇會不停轉(zhuǎn)動，相互之間會不斷摩擦，因此就要耗費一定的能量，產(chǎn)生功率損耗。這種損耗稱為磁滯損耗。磁滯損耗的大小-磁滯損耗與磁滯回線的面積、電流頻率f和鐵心體積V成正比。單相異步電動機 . 渦流與渦流損耗 渦流-鐵磁資料在交變磁場將有圍繞磁通呈渦旋狀的感應(yīng)電動勢和電流產(chǎn)生，簡稱渦流。 渦流損耗-渦流在其流通途徑上的等效電阻中產(chǎn)生的I2R損耗稱為渦流損耗。 渦流損耗的大小-渦流損耗與磁場交變頻率f、厚度d和最大磁感應(yīng)強度Bm的平方成正比，與資料的電阻率成反比。 由此可見，要減少渦流損耗，首先應(yīng)減小厚度，其次是添加渦

11、流回路中的電阻。電工鋼片中參與適量的硅，制成硅鋼片，顯著提高電阻率。變頻用三相異步電動機變頻調(diào)速變頻調(diào)速變頻調(diào)速，是經(jīng)過改動電動機定子繞組供電頻率來改動電動機同步轉(zhuǎn)速。變頻調(diào)速，是經(jīng)過改動電動機定子繞組供電頻率來改動電動機同步轉(zhuǎn)速。由于異步電動機的同步轉(zhuǎn)速由于異步電動機的同步轉(zhuǎn)速n0與電源頻率與電源頻率f1成比例變化，所以改動成比例變化，所以改動f1就就改動改動n0從而實現(xiàn)異步電動機的調(diào)速從而實現(xiàn)異步電動機的調(diào)速異步電動機的轉(zhuǎn)速為異步電動機的轉(zhuǎn)速為n=(60f1/p)(1s)=n0n異步電動機定子電路的電壓平衡方程式為U1=E1+I1Z1E1=4.44f1N1mKw1在忽略定子阻抗壓降的情況下

12、，那么有U1 E14.44f1N1mKw1f1m式中：U1-定子繞組相電壓；E1-定子繞組感應(yīng)電勢；f1-定子繞組電源頻率；p-極對數(shù)；n0-同步轉(zhuǎn)速；m-每極對氣隙磁通；I1Z1-定子阻抗壓降。變頻用三相異步電動機從式中可見，當電源頻率發(fā)生變化時不僅影響電動機的運轉(zhuǎn)速度，而且還會影響電動機內(nèi)部磁通量和各部分磁路磁通密度的變化。從而必然引起電動機其他性能參數(shù)的變化。當頻率f1下降低于額定頻率時，定子繞組內(nèi)的感應(yīng)電動勢E1隨之下降。但因電源電壓U1堅持不變，由于U1與E1之間的差值增大，迫使勵磁電流Im增大，以企圖建立更大的氣隙磁通量m，以確保在同步速n0較低的情況下，感應(yīng)足夠的電動勢E1與外加

13、的電源電壓U1平衡。恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速特性的控制恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速特性的控制恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，就是說：在改動頻率恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，就是說：在改動頻率f1的調(diào)速過程中堅持電動機的輸出轉(zhuǎn)矩不的調(diào)速過程中堅持電動機的輸出轉(zhuǎn)矩不變。變。由電機原理可知，三相異步電動機的最大電磁轉(zhuǎn)矩的表達式為由電機原理可知，三相異步電動機的最大電磁轉(zhuǎn)矩的表達式為Tmax=C(U1f1) 2 U1f14.44 Kw1N1mCm式中：式中：C-常數(shù)，常數(shù)，變頻用三相異步電動機恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速控制時：恒轉(zhuǎn)矩，TF=T1。UF應(yīng)隨fF變化，應(yīng)堅持(UFfF) =(U1f1)=常數(shù)，比值恒定，氣隙磁通量根本堅持不變。調(diào)速過程中電動機的過載才干就能堅持不變，到達恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速控制目的。但是在低頻調(diào)速時，U1，E1 都較小，定子繞組的感抗也變得很小，此時電動機內(nèi)部電阻引