第八章 單相交流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)

1、第八章第八章 單相交流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)單相交流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)第一節(jié)第一節(jié) 概述概述第二節(jié)第二節(jié) 單相交流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理單相交流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理第三節(jié)第三節(jié) 單相交流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的工作特性單相交流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的工作特性第四節(jié)第四節(jié) 單相交流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速單相交流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第五節(jié)第五節(jié) 單相交流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的噪聲和無線電干擾單相交流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的噪聲和無線電干擾脈振磁場(chǎng)脈振磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)第八章第八章 單相交流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)單相交流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)本章介紹單相交流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理、運(yùn)行特性和調(diào)速方法。本章介紹單相交流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理、運(yùn)行特性和調(diào)速方法。第一節(jié)第一

2、節(jié) 概述概述單相交流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)是交流換向器電動(dòng)機(jī)的一種。單相交流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)是交流換向器電動(dòng)機(jī)的一種。交流換向器電動(dòng)機(jī)交流換向器電動(dòng)機(jī)按相數(shù)分按相數(shù)分單相交流換向器電動(dòng)機(jī)單相交流換向器電動(dòng)機(jī)多相交流換向器電動(dòng)機(jī)多相交流換向器電動(dòng)機(jī)按氣隙磁場(chǎng)分按氣隙磁場(chǎng)分單相交流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)單相交流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn) 使用方便。交直流兩用，調(diào)壓調(diào)速。使用方便。交直流兩用，調(diào)壓調(diào)速。 轉(zhuǎn)速高、體積小、重量輕。轉(zhuǎn)速高、體積小、重量輕。 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，過載能力強(qiáng)。起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，過載能力強(qiáng)。(4 6)stNTT22 D LTPCnTD L單相交流串勵(lì)電單相交流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的基本系列動(dòng)機(jī)的基本系列 DT 系列系列 220V,

3、60800W, 800014000r/min DT2系列系列 220V, 1401250W, 800014300r/min G 系列系列 220V, 8750W, 4000， 6000， 8000 12000r/min 用于化工、醫(yī)療器械用于化工、醫(yī)療器械電動(dòng)工具電動(dòng)工具 U 系列系列 24V, 110V, 220V, 15180W, 3600， 4000, 4500, 5600r/min 交直流兩用交直流兩用 定子鐵心：定子鐵心：0.5mm硅鋼片疊成。硅鋼片疊成。 定子定子 定子繞組：由圓漆包線繞制的集定子繞組：由圓漆包線繞制的集 中繞組，與電樞繞組串聯(lián)。中繞組，與電樞繞組串聯(lián)。 機(jī)殼、端蓋

4、等。機(jī)殼、端蓋等。結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 轉(zhuǎn)子鐵心：轉(zhuǎn)子鐵心：0.5mm硅鋼片疊成。硅鋼片疊成。 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子 電樞繞組：由圓漆包線繞組的單迭繞組。電樞繞組：由圓漆包線繞組的單迭繞組。 換向器：換向器： T型銅排加云母絕緣。型銅排加云母絕緣。第二節(jié)第二節(jié) 單相交流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理單相交流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理與小功率直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)相同。與小功率直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)相同。一、基本結(jié)構(gòu)一、基本結(jié)構(gòu)定子定子轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子鐵心12331換向片；換向片；2塑料殼體；塑料殼體；3云母片云母片 定子鐵心定子鐵心轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子鐵心定子定子換向器換向器 faaeTaIIUITCIsin( )sin( ) (

5、) fammeTuiiiItttTCt i t 外加直流電壓時(shí)外加直流電壓時(shí) 外加交流電壓時(shí)外加交流電壓時(shí)二、工作原理二、工作原理磁通和電流同時(shí)改變方向，轉(zhuǎn)矩方向不變。磁通和電流同時(shí)改變方向，轉(zhuǎn)矩方向不變。第三節(jié)第三節(jié) 單相交流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的工作特性單相交流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的工作特性() 2 aafeUE I RRUE Cna fdqiuii對(duì)于直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)對(duì)于直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī) 對(duì)于交流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)對(duì)于交流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)脈振磁通，頻率為電源頻率脈振磁通，頻率為電源頻率a fdqiuii、磁通、磁通 d ddeqqe二、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)二、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)旋轉(zhuǎn)電動(dòng)勢(shì)旋轉(zhuǎn)電動(dòng)勢(shì)e交變，在勵(lì)磁繞組中感應(yīng)變壓器電動(dòng)勢(shì)交變，在勵(lì)

6、磁繞組中感應(yīng)變壓器電動(dòng)勢(shì)交變，在電樞繞組中感應(yīng)變壓器電動(dòng)勢(shì)交變，在電樞繞組中感應(yīng)變壓器電動(dòng)勢(shì)電樞繞組切割電樞繞組切割 sinddmt sin2sin2sin60eddmaRdmPNeCnntN ftEta60Rpnf dmedm12 C 2 1 2 aRaEN fnNNa；1. 旋轉(zhuǎn)電動(dòng)勢(shì)旋轉(zhuǎn)電動(dòng)勢(shì)式中式中 設(shè)設(shè)不是轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率，電動(dòng)勢(shì)頻率為電源頻率。不是轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率，電動(dòng)勢(shì)頻率為電源頻率。2 sin t faiiiI0sin()ddmt由于換向元件損耗和鐵耗的存在，磁通由于換向元件損耗和鐵耗的存在，磁通 在相位上滯后電流在相位上滯后電流 一個(gè)一個(gè) 角。角。若若則則dfi0取電

7、動(dòng)勢(shì)取電動(dòng)勢(shì) 的參考向與電流相同時(shí)，的參考向與電流相同時(shí)， e2aR dmEN f3. 在電樞繞組中產(chǎn)生的變壓器電動(dòng)勢(shì)在電樞繞組中產(chǎn)生的變壓器電動(dòng)勢(shì)2. 在勵(lì)磁繞組中產(chǎn)生的變壓器電動(dòng)勢(shì)在勵(lì)磁繞組中產(chǎn)生的變壓器電動(dòng)勢(shì) d000cos()2sin(90 )ddffdmddeNNtEtdt 4.44dfdmEfN4.44dfdmEjN q sinaqqqmit0cos2sin(90 )qqaaqmqdeNNtEtdt 4.44qaqmEjfN 與電流同相位與電流同相位若若 很小，且忽略漏阻抗壓及很小，且忽略漏阻抗壓及 時(shí)時(shí)()()2afafdqUI RRjI xxUEEE d()()2qafafUE

8、EEI RRjI xxU 00y00()cossinarctanarctancos2()sinqdfdxfadEI xxEEUUEUI RRE0UarctanqdEEE cos qdEEEIEnn 、 、；三、電壓方程式和相量圖三、電壓方程式和相量圖 磁路不飽和時(shí)磁路不飽和時(shí) TT0T002( ) ( )sin() 2 sin1 coscos(2)2eddmdmfTCt i tCtItCItTTT01cos2dmTCI2T01cos(2)2fdmTCIt四、電磁轉(zhuǎn)矩四、電磁轉(zhuǎn)矩 平均轉(zhuǎn)矩平均轉(zhuǎn)矩交變轉(zhuǎn)矩，平均值為零，使交變轉(zhuǎn)矩，平均值為零，使電機(jī)振動(dòng)和噪音增大。電機(jī)振動(dòng)和噪音增大。, () (

9、 ) () cos() eeeUCIf TIf nnf Tf T；()eIf T220011coscos22TdmTfTTCIC C IC I2 TI五、特性五、特性 1. 磁路不飽和時(shí)磁路不飽和時(shí) 略去略去 ，認(rèn)為，認(rèn)為 ( )I f n2 U1cos()2afe dmE UI RRCndmcos()cos211C CCC C22afafefeefUI RRRRUnI( )enf Tcos2afefRRUnC CCT2. 則則 3. 軟特性，隨著負(fù)載增加，轉(zhuǎn)速自動(dòng)降低，過軟特性，隨著負(fù)載增加，轉(zhuǎn)速自動(dòng)降低，過載能力強(qiáng)。載能力強(qiáng)。002 /TTTC IITC en TI neT圖8-19 單相

10、串勵(lì)電機(jī)的機(jī)械特性影響影響 的因素的因素 cos( )ef T4.44 ()arctan1C2dqfdmaqmedmEEf NNEncoscoscosfnEcos cos enTn小高大低95. 09 . 0cos4. 第四節(jié)第四節(jié) 單相交流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速單相交流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速調(diào)速方法調(diào)速方法（1）改變電壓調(diào)速）改變電壓調(diào)速（2）改變勵(lì)磁磁通調(diào)速）改變勵(lì)磁磁通調(diào)速（3）串電阻調(diào)速）串電阻調(diào)速dmcos()1C2afeUI RRn一、改變電壓調(diào)速一、改變電壓調(diào)速 1. 串晶閘管調(diào)速：通過改變晶閘管的導(dǎo)通角，來改變加到繞組上的電壓。串晶閘管調(diào)速：通過改變晶閘管的導(dǎo)通角，來改變加到繞組上的電壓。

11、 2. 串電抗器調(diào)速：改變電抗器的抽頭，改變加到繞組上的電壓。串電抗器調(diào)速：改變電抗器的抽頭，改變加到繞組上的電壓。二、改變勵(lì)磁磁通調(diào)速二、改變勵(lì)磁磁通調(diào)速 勵(lì)磁繞組串并聯(lián)轉(zhuǎn)換，串聯(lián)時(shí)磁通大，轉(zhuǎn)速低；并聯(lián)時(shí)磁通小，轉(zhuǎn)速高。勵(lì)磁繞組串并聯(lián)轉(zhuǎn)換，串聯(lián)時(shí)磁通大，轉(zhuǎn)速低；并聯(lián)時(shí)磁通小，轉(zhuǎn)速高。三、串電阻調(diào)速三、串電阻調(diào)速 在電動(dòng)機(jī)回路中串入電阻，降低加到電機(jī)的端電壓，減小轉(zhuǎn)速。在電動(dòng)機(jī)回路中串入電阻，降低加到電機(jī)的端電壓，減小轉(zhuǎn)速。 勵(lì)磁繞組抽頭勵(lì)磁繞組抽頭 勵(lì)磁繞組串聯(lián)勵(lì)磁繞組串聯(lián) 勵(lì)磁繞組并聯(lián)勵(lì)磁繞組并聯(lián) 第五節(jié)第五節(jié) 單相交流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的噪聲和無線電干擾單相交流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的噪聲和無線電干擾產(chǎn)生的

12、原因：電機(jī)轉(zhuǎn)速高；電刷與換向器滑動(dòng)接觸；繞組換向產(chǎn)生的換向火化。產(chǎn)生的原因：電機(jī)轉(zhuǎn)速高；電刷與換向器滑動(dòng)接觸；繞組換向產(chǎn)生的換向火化。一、噪聲及抑制措施一、噪聲及抑制措施 1. 通風(fēng)噪聲通風(fēng)噪聲 產(chǎn)生的原因：由冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)以及轉(zhuǎn)子表面不光滑產(chǎn)生。產(chǎn)生的原因：由冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)以及轉(zhuǎn)子表面不光滑產(chǎn)生。 抑制措施抑制措施：（：（1）合理的選擇風(fēng)扇的材質(zhì)、風(fēng)葉的形狀、風(fēng)扇的外徑；合理的選擇風(fēng)扇的材質(zhì)、風(fēng)葉的形狀、風(fēng)扇的外徑； （2）電樞槽口和繞組端部表面盡量光滑平整。）電樞槽口和繞組端部表面盡量光滑平整。 2. 機(jī)械噪聲機(jī)械噪聲 產(chǎn)生的原因：軸承、電刷和換向器的摩擦及轉(zhuǎn)子的不平衡。產(chǎn)生的原因：軸承、電刷

13、和換向器的摩擦及轉(zhuǎn)子的不平衡。 抑制措施抑制措施：（：（1）選用優(yōu)質(zhì)軸承，提高裝配質(zhì)量；）選用優(yōu)質(zhì)軸承，提高裝配質(zhì)量； （2）轉(zhuǎn)子嚴(yán)格校動(dòng)平衡；）轉(zhuǎn)子嚴(yán)格校動(dòng)平衡； （3）選用合適的電刷材質(zhì)、形狀和壓力。提高換向器的圓度和）選用合適的電刷材質(zhì)、形狀和壓力。提高換向器的圓度和 表面光潔度。表面光潔度。3. 電磁噪聲電磁噪聲 產(chǎn)生的原因：轉(zhuǎn)子齒槽產(chǎn)生的周期性單邊磁拉力；脈振磁場(chǎng)時(shí)磁拉力周期性變化產(chǎn)生的原因：轉(zhuǎn)子齒槽產(chǎn)生的周期性單邊磁拉力；脈振磁場(chǎng)時(shí)磁拉力周期性變化 。抑制措施：（抑制措施：（1）采用斜槽；）采用斜槽； （2）增大電機(jī)的氣隙；）增大電機(jī)的氣隙； （3）采用不均勻氣隙。）采用不均勻氣隙。二、無線電干擾及其抑制二、無線電干擾及其抑制 產(chǎn)生的原因：換向火化產(chǎn)生的原因：換向火化 抑制措施抑制措施：（：（1）改善換向，降低火花等級(jí)；改善換向，降低火花等級(jí)； （2）采用金屬外殼對(duì)電機(jī)屏蔽，并將屏蔽接地；）采用金屬外殼對(duì)電機(jī)屏蔽，并將屏蔽接地； （3）將兩個(gè)勵(lì)磁繞組對(duì)稱的接在電樞兩端，增加高頻傳輸阻抗；）將兩個(gè)勵(lì)磁繞組對(duì)稱的接在電樞兩端，增加高頻傳輸阻抗； （4）加濾波器，電容容量為）加濾波器，電容容量為0.11F，電感值約為，電感值約為50500H。第六節(jié)第六節(jié) 單相交流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的應(yīng)