第10章单相异步电动机

单相异步电动机一、由单相电源供电的异步电动机运行原理由单相交流电流建立的脉振磁势基波分量为：txFtxFmsincos),(11),(),(sinsin2,1111txFtxFxtxtFtxFRFm这两个旋转磁势分别产生正转和反转磁场，切割转子绕组形成使电动机正转和反转的电磁转矩如曲线1、2；合成电磁转矩曲线3。特点：n=0时，合成转矩＝0，电动机无起动转矩；0n,合成转矩也不为0。所以：单相异步电动机一经起动，就可转动不会停止。Tn0123原理分析：结构对称的笼型转子，从电磁效应考虑可用两正交轴线上的两对导条组成的线圈等效导条均匀分布的实际转子。定子绕组接单相电源，沿定子磁势轴线建立d轴脉振磁场·电机不转时，d轴脉振磁场仅在q轴线圈1、1’中感生电势与电流，假定正向如图，依楞次定律，产生磁通dr阻止定子磁通变化。定子电流随之增大，产生磁通ds抵消转子绕组的去磁作11'22'~定子绕组转子等效绕组qdnFqFd定子等效绕组drdsIsUs+-用，维持d基本不变。线圈2、2’不与脉振磁场交链，无电势、电流产生。作用在1、1’上的电磁力不能形成电磁转矩。电机如同二次侧短路的变压器。·若电机转动，移动中的线圈2,2’切割d轴磁场，感生速度电势：设脉振磁通tmddcos,则速度电势tSlvNlvBNemdqdqqcos22S为磁路中的等值截面。忽略q轴线圈电阻，则因电抗作用，qI滞后090qE，而dqE与同相位（n旋转方向如图时）。因此qI建立的磁势qF在时间上滞后于d、090dF。·电机转动时的合成磁势：)cos()cos(F)cos()(21)cos()(21sinsincoscostxFtxtxFFtxFFtxFtxFfffqdqdqdqd若qdFF，则形成正转等幅（圆形）旋转磁场；若qdqdFFFF,，则合成正弦分布、变幅值、非匀速正向旋转的磁势。最大幅值为两磁势和、最小幅值为两磁势差。为椭圆旋转磁势。结论：单相电机一经转动，会产生交轴(q轴)磁势，与原脉振磁势合成为旋转磁势。随转速最大，速度电势增大、q轴磁势增加，合成磁势椭圆度减小，可形成与三相异步电机相似的近圆形旋转磁场，使电机获得转矩持续旋转。二、单相异步电动机的分类与起动方法1、电容起动电动机与分相起动电动机·电容起动电动机增加空间正交的辅助定子绕组。在定子辅助绕组中串入适当电容，可使绕组中电流超前主绕组电流近90度，建立椭圆度较小的旋转磁场，使电机获得起动转矩。起动完成后辅助绕组可断开。改变辅助绕组与工作绕组并联接线端可改变旋转方向。·分相起动电动机不串电容、增大辅助绕组电阻，使两电流产生相位差，获得椭圆度较大的工作绕组起动绕组CKIrU+-Is空间互成90度时间相位不一致旋转磁场，产生一定电磁转矩起动电机。2、罩极式电动机：短路环与工作绕组串联。楞次定律：感应电动势的方向总是使它推动的电流产生另一个磁场阻止原有磁场的建立：短路环内合成磁通3滞后于主磁通1。1、3空间位置不同、时间上也有相位差，合成一椭圆度很大的旋转磁短路环1工作绕组32123EkIkk场，使电动机获得一定的起动转矩，但起动转矩不大。应用：几十瓦以下小台扇、录音机等。