電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)項(xiàng)目化教程 課件 項(xiàng)目三　單相異步電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用與維護(hù)

單相異步電機(jī)的工作原理與結(jié)構(gòu)Theworkingprincipleandstructureofsingle-phaseasynchronousmotorsReview三相異步電機(jī)工作過(guò)程電生磁三相交流電通入三相對(duì)稱繞組形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)1磁生電轉(zhuǎn)子繞組切割旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)電流2電磁力轉(zhuǎn)子載流繞組在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中產(chǎn)生電磁力3U2U1W2V1W1V2nprinciple單相異步電機(jī)工作過(guò)程U2U1電生磁單相交流電通入三相對(duì)稱繞組形成方向軸線不變、大小變化的磁場(chǎng)1磁生電變化的磁場(chǎng)在轉(zhuǎn)子繞組中感生出感應(yīng)電流2電磁力轉(zhuǎn)子載流繞組在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中產(chǎn)生電磁力3×××●●●磁場(chǎng)定子繞組通入交流電產(chǎn)生的不是旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，而是脈振磁場(chǎng)。01電磁力載流的轉(zhuǎn)子繞組在脈振磁場(chǎng)中產(chǎn)生的電磁力大小相等，方向相反，因此不能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩。02單相異步電機(jī)運(yùn)行特點(diǎn)脈振磁場(chǎng)

U2U1220V~脈振磁場(chǎng)的分解脈振可用正、反兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)合成等效=

++

-

+

-

+=脈振磁場(chǎng)的分解④④⑥⑥⑧⑧

②②

-

+③③⑦⑦⑨⑨⑤⑤①①

+

-

脈振磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)矩T(轉(zhuǎn)矩)n(轉(zhuǎn)速)T1T1=T+n=0T=0脈振磁場(chǎng)總結(jié)特點(diǎn)磁場(chǎng)只是脈振而不旋轉(zhuǎn)，電動(dòng)機(jī)不起動(dòng)。ConceptCharacteristicStartingtorqueExternalforcestart外力啟動(dòng)如果外力使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)：n>0，T>0，正轉(zhuǎn)；n<0，T<0，反轉(zhuǎn)可以運(yùn)行但不能起動(dòng)。概念磁場(chǎng)大小及方向隨電流的變化而變化，但磁場(chǎng)的軸線卻固定不變。啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩n=0，T＝0，無(wú)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，不采取措施，電機(jī)不能自行起動(dòng)。如何解決脈振磁場(chǎng)導(dǎo)致單相異步電機(jī)無(wú)法啟動(dòng)的問(wèn)題不改變磁場(chǎng)在電機(jī)啟動(dòng)瞬間人為給電機(jī)一個(gè)初始速度，使其具有一個(gè)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。1改變磁場(chǎng)改造異步電機(jī)，使其在啟動(dòng)瞬間的磁場(chǎng)能夠產(chǎn)生啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，即在啟動(dòng)瞬間人為創(chuàng)造一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。2Q&AU2U1principle兩相交流電產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)繞組定子繞組的安裝角度相差九十度。1交流電兩相繞組中流入的交流電流大小相等，相位相差九十度。2磁場(chǎng)相位相差九十度的交流電流入空間位置相差九十度的繞組中，就能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。3兩相旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)過(guò)程分析I2I1220V~220V~I1I2①③②④⑤U1U2V1V2磁場(chǎng)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，頻率與交流電一致。如果I2滯后I1會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？Q&AI2I1①③②④⑤I2’①②③④⑤逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)滯后超前單相異步電機(jī)工作原理總結(jié)轉(zhuǎn)向電機(jī)的轉(zhuǎn)向取決于兩相電流的相序。思考如何能夠從單相電源獲得相位差為90度的兩相電呢？磁場(chǎng)單相異步電機(jī)定子磁場(chǎng)為脈振磁場(chǎng)，不能自行啟動(dòng)，因此，需要在啟動(dòng)時(shí)改造成兩相異步電機(jī)轉(zhuǎn)速單相異步電機(jī)轉(zhuǎn)速低于三相異步電機(jī)，可以通過(guò)調(diào)節(jié)極對(duì)數(shù)改變電機(jī)轉(zhuǎn)速。概念利用單項(xiàng)交流電源供電，轉(zhuǎn)速隨負(fù)載變化而稍有變化的一種小容量交流電機(jī)。優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、運(yùn)行可靠、維修方便、使用單相電；廣泛應(yīng)用于辦公場(chǎng)所、家用電器等方面，例如洗衣機(jī)、小型機(jī)床等。缺點(diǎn)體積較大、運(yùn)行性能較差、效率低；容量一般較小，千瓦級(jí)的較少見(jiàn)。單相異步電機(jī)的概念單相異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)定子轉(zhuǎn)子定子鐵心定子繞組機(jī)座端蓋等轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)軸等單相異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)

齒輪減速機(jī)電冰箱電機(jī)風(fēng)扇電機(jī)洗衣機(jī)電機(jī)家用空調(diào)電機(jī)單相異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)

單相異步電動(dòng)機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，噪音小。缺點(diǎn)：與同容量三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)相比較，體積較大，功率因數(shù)及過(guò)載能力都較低。故單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)只能作成小容量：微型：幾瓦～750瓦；小型：550瓦～3700瓦。

單相異步電機(jī)包括定子和轉(zhuǎn)子兩大部分。轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)都是籠型的，定子鐵心由硅鋼片疊壓而成。定子鐵心上嵌有定子繞組。單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，一般只需要單相繞組即可，但單相繞組通以單相交流電時(shí)產(chǎn)生的磁場(chǎng)是脈動(dòng)磁場(chǎng)，單相運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)沒(méi)有起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。為使電動(dòng)機(jī)能自行起動(dòng)和改善運(yùn)行性能，除工作繞組（又稱主繞組）外，在定子上還安裝一個(gè)輔助的起動(dòng)繞組（又稱副繞組）。兩個(gè)繞組在空間相距900或一定的電角度。單相異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)

臺(tái)扇電機(jī)吊扇電機(jī)單相異步電機(jī)的銘牌單相異步電機(jī)的分類及運(yùn)行控制Classificationandoperationcontrolofsingle-phaseasynchronousmotors單相異步電機(jī)的啟動(dòng)原理是什么？Q&A定子繞組工作繞組啟動(dòng)繞組怎樣使工作繞組電流與啟動(dòng)繞組電流相位相差90度？工作繞組等效電路分析1U1~X1R1I1U1=(R1+jX1)×I1U1I1I1R1I1X1jI2在啟動(dòng)繞組中串入什么元器件可以產(chǎn)生一超前I190度的電流I2？啟動(dòng)繞組的組成方式2串聯(lián)電阻在啟動(dòng)繞組中串聯(lián)電阻。01串聯(lián)電容在啟動(dòng)繞組中串入電容。02U2~X2R2I2R’U2~X2R2I2C啟動(dòng)繞組等效電路分析3啟動(dòng)繞組串電阻啟動(dòng)繞組串電容U2~X2R2I2R’U2~X2R2I2CU2=U1

=(R2+R’+jX2)×I2U1=U2I1I1R1I1X1jU2=U1=[R2+j(X2-Xc)]×I2U1=U2I1I1R1I1X1jI2I2X2jI2(R2+R’)I2(X2-Xc)I2jI2R2串電阻啟動(dòng)與串電容啟動(dòng)比較啟動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)方式啟動(dòng)電流與工作電流夾角特點(diǎn)串電阻啟動(dòng)啟動(dòng)繞組串電阻<90度短時(shí)工作串電容啟動(dòng)啟動(dòng)繞組串電容可以=90度可長(zhǎng)時(shí)間工作單相異步電機(jī)的分類單相異步電機(jī)的分類分相式電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)繞組串電阻電阻分相單相異步電機(jī)啟動(dòng)繞組串電容電容啟動(dòng)單相異步電機(jī)電容運(yùn)行單相異步電機(jī)雙電容單相異步電機(jī)罩極電動(dòng)機(jī)principle電容啟動(dòng)單相異步電機(jī)原理分析U~I工作繞組S啟動(dòng)繞組CS1I1I2M啟動(dòng)繞組和電容只在電機(jī)啟動(dòng)時(shí)起作用，啟動(dòng)即將結(jié)束時(shí)，將啟動(dòng)繞組和電容從電路中切除。啟動(dòng)繞組的切除可以通過(guò)在啟動(dòng)繞組支路串聯(lián)離心開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)。啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，啟動(dòng)電流也較大，常用于磨粉機(jī)、水泵等滿載啟動(dòng)的機(jī)械。principle電容運(yùn)行單相異步電機(jī)原理分析U~I工作繞組S啟動(dòng)繞組CI1I2M啟動(dòng)繞組和電容始終參與電動(dòng)機(jī)的工作，相當(dāng)于兩相電機(jī)。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便，常用于電扇、電冰箱、復(fù)印機(jī)等各種空載或輕載啟動(dòng)的機(jī)械上。principle雙電容啟動(dòng)單相異步電機(jī)原理分析啟動(dòng)繞組和電容C2始終參與電動(dòng)機(jī)的工作，電容C1僅在啟動(dòng)時(shí)接入。綜合了電容運(yùn)行單相異步電動(dòng)機(jī)和電容啟動(dòng)單相異步電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)。主要用于要求啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、功率因數(shù)較高的設(shè)備，如電冰箱、小型機(jī)車(chē)等。U~I工作繞組S啟動(dòng)繞組C1S1I1I2MC2principle電阻分相單相異步電機(jī)原理分析啟動(dòng)繞組僅在啟動(dòng)過(guò)程中接入電路，工作繞組始終接在電路中，一般占定子總槽數(shù)的2/3。啟動(dòng)繞組導(dǎo)線較細(xì)，電流承受能力弱，只能短時(shí)工作。具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、使用方便的優(yōu)點(diǎn)，用于小型機(jī)床、壓縮機(jī)和醫(yī)療機(jī)械等。U~I工作繞組S啟動(dòng)繞組RS1I1I2Mprinciple單相罩極電機(jī)原理分析~定子繞組鼠籠式繞組短路環(huán)極掌(極靴)~iΦ1Φ2短路環(huán)阻礙Φ2的變化，使其滯后于Φ1。磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)方向?yàn)棣?

Φ2。定子鐵芯轉(zhuǎn)子鐵芯兩個(gè)磁通之間的相位差形成了一個(gè)局部的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。principle單相罩極電機(jī)原理分析如何改變單相罩極式電機(jī)的運(yùn)行方向？改變磁場(chǎng)的方向改變極掌的安裝方向改變短路環(huán)的位置分為凸極式和隱極式，凸極式最為常見(jiàn)。結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，制作方便，成本低，運(yùn)行噪聲小，維護(hù)方便。啟動(dòng)性能及運(yùn)行性能較差，效率和功率因數(shù)都較低，運(yùn)行時(shí)方向不能改變。總結(jié)1．串電抗器調(diào)速2．自耦變壓器調(diào)速單相異步電機(jī)的調(diào)速principle3．串電容調(diào)速4．繞組抽頭法調(diào)速單相異步電機(jī)的調(diào)速principle5．晶閘管調(diào)壓調(diào)速6．PTC元件調(diào)速單相異步電機(jī)的調(diào)速principle

1．方法

改變啟動(dòng)繞組和工作繞組的相序即可改變單相異步電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。1.把工作繞組或啟動(dòng)繞組繞組的首末端的接線對(duì)調(diào)；2.把電容器從一組繞組中改接到另外一組繞組中（只適合于電容運(yùn)轉(zhuǎn)式）典型的洗衣機(jī)正反轉(zhuǎn)電路單相異步電機(jī)的反轉(zhuǎn)principle

1．分相式電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)

改變單相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)繞組或工作繞組的電流方向。就可以改變單相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向，電路原理如圖所示。

2．罩極式電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)

罩極式電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向由定子磁極的結(jié)構(gòu)決