變壓器和電動機

1、電工電子學(xué)電工電子學(xué)下頁下頁上頁上頁19.1 9.1 磁路磁路9.2 9.2 變壓器變壓器9.3 9.3 異步電動機異步電動機9.4 9.4 直流電動機直流電動機9.5 9.5 控制電動機控制電動機主要內(nèi)容主要內(nèi)容電工電子學(xué)電工電子學(xué)下頁下頁上頁上頁2主要內(nèi)容主要內(nèi)容9.1.19.1.1 鐵磁材料的磁性能鐵磁材料的磁性能9.1.29.1.2 簡單磁路分析簡單磁路分析電工電子學(xué)電工電子學(xué)下頁下頁上頁上頁31. 1. 學(xué)習(xí)磁路的必要性學(xué)習(xí)磁路的必要性磁通經(jīng)過的閉合路徑稱為磁路。磁通經(jīng)過的閉合路徑稱為磁路。磁路主要由高磁導(dǎo)率的磁路主要由高磁導(dǎo)率的鐵磁材料鐵磁材料和和空氣隙空氣隙構(gòu)成。構(gòu)成。磁路概述磁

2、路概述2. 2. 磁路磁路3. 3. 鐵心鐵心 用鐵磁材料做成一定形狀，目的是把用鐵磁材料做成一定形狀，目的是把磁場聚集磁場聚集在一定的空間范圍內(nèi)，形成磁路，在一定的空間范圍內(nèi)，形成磁路，以便加以控制和利用，這就是以便加以控制和利用，這就是鐵心鐵心。 鐵心的形狀，決定磁路形狀。鐵心的形狀，決定磁路形狀。 變壓器、電動機、以及許多電器和電工儀表都是以電磁感應(yīng)為工作基變壓器、電動機、以及許多電器和電工儀表都是以電磁感應(yīng)為工作基礎(chǔ)的，工作時都會產(chǎn)生礎(chǔ)的，工作時都會產(chǎn)生磁場磁場。所以了解磁路的特性是很有必要的。所以了解磁路的特性是很有必要的。N Ni iu u+ +- -電工電子學(xué)電工電子學(xué)下頁下頁上

3、頁上頁49.1.1 鐵磁材料的磁性能鐵磁材料的磁性能把把B=f(H)B=f(H)稱為稱為磁化曲線磁化曲線；它具有；它具有磁飽和性磁飽和性。 鐵磁材料放入磁場強度為鐵磁材料放入磁場強度為H H的磁場內(nèi)，會被磁化，的磁場內(nèi)，會被磁化，當(dāng)磁場強度當(dāng)磁場強度H H由零逐漸增加時，磁感應(yīng)強度由零逐漸增加時，磁感應(yīng)強度B B隨之變隨之變化的曲線，稱為化的曲線，稱為磁化曲線磁化曲線。如圖。如圖1. 1. 磁化曲線和磁滯回線磁化曲線和磁滯回線（1 1）磁化曲線）磁化曲線H HB BH HB BBHBH0 0（2 2）磁導(dǎo)率曲線）磁導(dǎo)率曲線 在磁化曲線上任一點的在磁化曲線上任一點的B B和和H H之比，稱為之比

4、，稱為磁導(dǎo)率磁導(dǎo)率 。即。即把把 =f(H)=f(H)稱為稱為磁導(dǎo)率曲線磁導(dǎo)率曲線，鐵磁材料的磁導(dǎo)率是，鐵磁材料的磁導(dǎo)率是非線性的非線性的。如圖。如圖 HHl不同的鐵磁材料不同的鐵磁材料磁化曲線磁化曲線、磁導(dǎo)率磁導(dǎo)率及及磁導(dǎo)率曲線磁導(dǎo)率曲線是不同的；是不同的；l同一鐵磁材料，同一鐵磁材料，H H不同磁導(dǎo)率是不同的，即不同磁導(dǎo)率是不同的，即磁導(dǎo)率曲線是非線性的磁導(dǎo)率曲線是非線性的；l鐵磁材料鐵磁材料的磁導(dǎo)率的磁導(dǎo)率遠大于遠大于非鐵磁材料非鐵磁材料，兩者之比約為，兩者之比約為10103 310104 4倍。倍。l真空真空的磁導(dǎo)率為的磁導(dǎo)率為 0 0=4=4 1010-7 -7H/mH/m。注意：注

5、意：BH電工電子學(xué)電工電子學(xué)下頁下頁上頁上頁59.1.1 鐵磁材料的磁性能鐵磁材料的磁性能 鐵磁材料在反復(fù)磁化過程中形成的閉鐵磁材料在反復(fù)磁化過程中形成的閉合曲線，稱為合曲線，稱為磁滯回線，磁滯回線，如圖如圖（3 3）磁滯回線）磁滯回線H HB BH HB B0 0B Br r稱為剩磁感應(yīng)強度，簡稱稱為剩磁感應(yīng)強度，簡稱剩磁剩磁；H HC C稱為稱為矯頑力矯頑力；l不同的鐵磁材料的不同的鐵磁材料的磁滯回線磁滯回線形狀是不同的。形狀是不同的。l剩磁剩磁B Br r低，矯頑力低，矯頑力H HC C小，小，磁滯回線窄磁滯回線窄，稱為，稱為軟磁材料軟磁材料。如純鐵、。如純鐵、硅鋼、坡莫合金。用于制造變

6、壓器、電機、電器的硅鋼、坡莫合金。用于制造變壓器、電機、電器的鐵心鐵心等。等。l剩磁剩磁B Br r高，矯頑力高，矯頑力H HC C大，大，磁滯回線較寬磁滯回線較寬，稱為，稱為硬磁材料硬磁材料或或永磁永磁材料材料。如炭鋼、鋁鎳鈷、稀土等。制造。如炭鋼、鋁鎳鈷、稀土等。制造永久磁鐵永久磁鐵。l剩磁高剩磁高B Br r，矯頑力，矯頑力H HC C小，稱為小，稱為矩磁材料矩磁材料。用于。用于記憶元件記憶元件。注意：注意：BrBr-H-HC C+H+Hm m-H-Hm m 磁感應(yīng)強度磁感應(yīng)強度B B的變化的變化滯后滯后于磁場強度于磁場強度H H的變化，這種的變化，這種現(xiàn)象稱為現(xiàn)象稱為磁滯現(xiàn)象磁滯現(xiàn)象，

7、即，即鐵磁材料具有磁滯性鐵磁材料具有磁滯性。軟磁材料軟磁材料硬磁材料硬磁材料HBHBHB矩磁材料矩磁材料電工電子學(xué)電工電子學(xué)下頁下頁上頁上頁69.1.1 鐵磁材料的磁性能鐵磁材料的磁性能 磁滯現(xiàn)象使鐵磁材料在交變磁化的過程中，產(chǎn)生的損耗稱為磁滯現(xiàn)象使鐵磁材料在交變磁化的過程中，產(chǎn)生的損耗稱為磁滯損耗磁滯損耗。它。它是由物質(zhì)內(nèi)是由物質(zhì)內(nèi)分子反復(fù)取向分子反復(fù)取向所產(chǎn)生的功率損耗。軟磁材料的磁滯損耗較小。所產(chǎn)生的功率損耗。軟磁材料的磁滯損耗較小。2. 2. 磁滯損耗與渦流損耗磁滯損耗與渦流損耗（1 1）磁滯損耗）磁滯損耗（2 2）渦流損耗）渦流損耗 當(dāng)整塊鐵心中的磁通發(fā)生交變時，鐵心中會產(chǎn)生感應(yīng)電當(dāng)

8、整塊鐵心中的磁通發(fā)生交變時，鐵心中會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，因而在垂直于磁感應(yīng)線的平面上產(chǎn)生感應(yīng)電流，它動勢，因而在垂直于磁感應(yīng)線的平面上產(chǎn)生感應(yīng)電流，它圍繞著圍繞著磁感應(yīng)線磁感應(yīng)線成漩渦狀流動，故稱為成漩渦狀流動，故稱為渦流渦流。如圖。如圖渦流在鐵心的電阻上引起功率損耗，稱為渦流在鐵心的電阻上引起功率損耗，稱為渦流損耗渦流損耗。減小渦流損耗的方法是：減小渦流損耗的方法是：鐵心用硅鋼片疊成鐵心用硅鋼片疊成，如圖。，如圖。磁滯損耗磁滯損耗和和渦流損耗渦流損耗合稱為鐵損（耗）。合稱為鐵損（耗）。i i電工電子學(xué)電工電子學(xué)下頁下頁上頁上頁79.1.2 簡單磁路分析簡單磁路分析 如圖，在匝數(shù)為如圖，在匝數(shù)為N

9、 N的勵磁線圈中通入直流電流的勵磁線圈中通入直流電流I I，磁路中就會產(chǎn)生，磁路中就會產(chǎn)生一個恒定磁通一個恒定磁通，這種具有恒定磁通的磁路稱為，這種具有恒定磁通的磁路稱為直流磁路直流磁路。1. 1. 直流磁路直流磁路全電流定律（安培環(huán)路定律）為全電流定律（安培環(huán)路定律）為 即即，在閉合曲線上，磁場強度矢量，在閉合曲線上，磁場強度矢量H H沿整個回路沿整個回路l l的線積分，等于穿的線積分，等于穿過該閉合曲線所圍面內(nèi)電流的代數(shù)和。電流方向與繞行方向符合右手過該閉合曲線所圍面內(nèi)電流的代數(shù)和。電流方向與繞行方向符合右手螺旋定則的電流為正、反之為負。螺旋定則的電流為正、反之為負。HdlIN NI Il

10、 l0 0 0 0HdlH lH lNIH HH H0 0l l在磁路中：在磁路中：為主磁通；為主磁通；為漏磁通；為漏磁通；鐵心中磁路長度為鐵心中磁路長度為l l ，磁場強度為，磁場強度為H H ；空氣隙長度為空氣隙長度為l l0 0，空氣隙中磁場強度為，空氣隙中磁場強度為H H0 0；空氣隙和鐵心截面積可認為近似相等為空氣隙和鐵心截面積可認為近似相等為A A；空氣隙和鐵心的磁感應(yīng)強度均為空氣隙和鐵心的磁感應(yīng)強度均為B B；根據(jù)安培環(huán)路定律，取一磁場線作為閉合路徑及循環(huán)方向，則根據(jù)安培環(huán)路定律，取一磁場線作為閉合路徑及循環(huán)方向，則A A電工電子學(xué)電工電子學(xué)下頁下頁上頁上頁89.1.2 簡單磁路

11、分析簡單磁路分析0 0HdlH lH lNI 00BBllNIBHBA00llNIAA000mmNINIllRRAA N NI Il l0 0 H HH H0 0l lA A所以所以即即故故mlRA其中其中000mlRA稱為稱為鐵心鐵心的磁阻的磁阻稱為稱為空氣隙空氣隙的磁阻的磁阻NINI是產(chǎn)生磁通的磁化力，稱為是產(chǎn)生磁通的磁化力，稱為磁動勢磁動勢。則則mNIR 稱為稱為磁路歐姆定律，磁路歐姆定律，R Rm m稱為稱為總磁阻?？偞抛?。l由于磁阻由于磁阻R Rm m不是常數(shù)，磁路歐姆定律只能不是常數(shù)，磁路歐姆定律只能定性分析磁路定性分析磁路；l雖然空氣隙很小，但雖然空氣隙很小，但 0 0NN2 2

12、時，時，U U1 1UU2 2，k1k1，稱為，稱為降壓變壓器降壓變壓器，一次繞級為高壓繞組。，一次繞級為高壓繞組。 當(dāng)當(dāng)N N1 1NN2 2時，時，U U1 1UU2 2，k1kNN2 2N N1 1NTTLstLst時時n n由由0 0開始開始增加增加在在PCPC段段T T隨隨n n增加增加而增大而增大 C C點后點后T T隨隨n n增加增加而減小而減小當(dāng)當(dāng)T=TT=TL L時電機時電機穩(wěn)定運行穩(wěn)定運行起動結(jié)束起動結(jié)束起動過程會出現(xiàn)起動過程會出現(xiàn)很大的起動電流很大的起動電流，一般：，一般：(4 7)stNII9.3.3 三相異步電動機的使用三相異步電動機的使用1. 1. 三相異步電動機的

13、起動三相異步電動機的起動(1)(1)直接起動直接起動（全壓起動）（全壓起動）電工電子學(xué)電工電子學(xué)下頁下頁上頁上頁53l 起動電流對電動機本身的影響起動電流對電動機本身的影響 正常情況下起動電流對電動機本身正常情況下起動電流對電動機本身無影響無影響；但頻繁起動時；但頻繁起動時會使電動機發(fā)熱。會使電動機發(fā)熱。l 起動電流對其他設(shè)備的影響起動電流對其他設(shè)備的影響 由于起動電流較大，引起電網(wǎng)電壓下降，造成由于起動電流較大，引起電網(wǎng)電壓下降，造成同一電網(wǎng)中同一電網(wǎng)中其他其他用電設(shè)備工作不正常。如白熾燈變暗、熒光燈熄滅或閃用電設(shè)備工作不正常。如白熾燈變暗、熒光燈熄滅或閃爍、電動機突然堵轉(zhuǎn)。爍、電動機突然堵

14、轉(zhuǎn)。l 直接起動的優(yōu)點直接起動的優(yōu)點9.3.3 三相異步電動機的使用三相異步電動機的使用 起動設(shè)備簡單，投資少，起動過程快，操作簡便。適用于起動設(shè)備簡單，投資少，起動過程快，操作簡便。適用于中小型異步電動機。中小型異步電動機。電機電機2 2白熾燈白熾燈熒光燈熒光燈u u電機電機1 1R Rl lR Rl lu u1 1+ +- -+ +- -電工電子學(xué)電工電子學(xué)下頁下頁上頁上頁54起動時起動時降低降低電壓，起動后在電壓，起動后在額定電壓下運行額定電壓下運行。（a a）Y-Y- 換接起動換接起動Y Y接法時：接法時：起動時為起動時為Y Y接法，運行時為接法，運行時為 接法接法I ILYLY=I=

15、IPYPYI IP P I IL L Z ZP Pu uL Lu uL LZ ZP P/ 3LLYPYPUIIZ33LLPPUIIZ 接法時：接法時：即：即：13LYLII13Y ststII因為：因為：所以：所以：2LTU13Y ststTT或：或：特點：特點：（2 2）降壓起動）降壓起動9.3.3 三相異步電動機的使用三相異步電動機的使用+ + +- - -電工電子學(xué)電工電子學(xué)下頁下頁上頁上頁55Y-Y- 換接起動方法接線圖換接起動方法接線圖Y 接起動接運行起動起動運行運行Y-Y- 起動方法適用范圍起動方法適用范圍 運行時采用運行時采用 接法。接法。 起動時的負載轉(zhuǎn)矩要小起動時的負載轉(zhuǎn)矩要

16、小于直接起動時，起動轉(zhuǎn)于直接起動時，起動轉(zhuǎn)矩的三分之一。矩的三分之一。13Y ststTT U U1 1U U2 2V V1 1W W1 1V V2 2W W2 29.3.3 三相異步電動機的使用三相異步電動機的使用電工電子學(xué)電工電子學(xué)下頁下頁上頁上頁56工工作作起起動動（b b）自耦變壓器降壓起動自耦變壓器降壓起動用起動補償器用起動補償器 副邊輸出電壓副邊輸出電壓U U2 2，分別為原邊電壓分別為原邊電壓U U1 1的的40%40%、60%60%、80%80%（55%55%、64%64%、73%73%）。）。U U1 1U U2 2即：即：2K stAstTKT21AUKUK K稱為稱為降壓

17、比降壓比特點：特點：2K stAstIKI直接起動時直接起動時起動電流起動電流直接起動時直接起動時起動轉(zhuǎn)矩起動轉(zhuǎn)矩降壓起動時降壓起動時起動電流起動電流降壓起動時降壓起動時起動轉(zhuǎn)矩起動轉(zhuǎn)矩起動補償器起動補償器接線圖接線圖9.3.3 三相異步電動機的使用三相異步電動機的使用電工電子學(xué)電工電子學(xué)下頁下頁上頁上頁57定 子轉(zhuǎn) 子電 刷滑 環(huán)電 阻（3 3）轉(zhuǎn)子串接電阻起動）轉(zhuǎn)子串接電阻起動（三相繞線式異步電動機的起動方法）三相繞線式異步電動機的起動方法）特點：特點： 既可以減小起動電流，又可以既可以減小起動電流，又可以增加起動轉(zhuǎn)矩。增加起動轉(zhuǎn)矩。 起動結(jié)束，切除全部電阻，并將電起動結(jié)束，切除全部電阻，

18、并將電刷處短路。刷處短路。9.3.3 三相異步電動機的使用三相異步電動機的使用T TT Tm ms scr crs s1 1R R2 2 R R2 2R R2 2R R2 2RR2 2RR2 2 s scr crs scr cr T Tst1st1T Tst2st2T Tst st電工電子學(xué)電工電子學(xué)下頁下頁上頁上頁589.3.3 三相異步電動機的使用三相異步電動機的使用2. 2. 三相異步電動機的反轉(zhuǎn)三相異步電動機的反轉(zhuǎn)方法：方法：把電動機與電源的三根連線中的任意兩根對調(diào)即可。把電動機與電源的三根連線中的任意兩根對調(diào)即可。3. 3. 三相異步電動機的調(diào)速三相異步電動機的調(diào)速因為：因為：11n

19、nsn116 0 fnp所以異步電動機的轉(zhuǎn)速為：所以異步電動機的轉(zhuǎn)速為：1160(1)(1)fns nsp可見：改變可見：改變f f、p p、s s可以達到調(diào)速的目的。可以達到調(diào)速的目的。電工電子學(xué)電工電子學(xué)下頁下頁上頁上頁59特點：特點：方法簡單，需要專用多速電動機，只能實現(xiàn)分級調(diào)速。方法簡單，需要專用多速電動機，只能實現(xiàn)分級調(diào)速。（1 1）改變磁極對數(shù)調(diào)速）改變磁極對數(shù)調(diào)速（多速電機）（多速電機）方法：方法：改變定子繞組的串、并聯(lián)連接方法，使電動機成為改變定子繞組的串、并聯(lián)連接方法，使電動機成為2 2極、極、4 4極、極、6 6極、極、8 8極電機，實現(xiàn)調(diào)速。極電機，實現(xiàn)調(diào)速。串聯(lián)時串聯(lián)時

20、 p=2p=21160 fnp9.3.3 三相異步電動機的使用三相異步電動機的使用U U1 1U U2 2U U2 2U U1 1N NNNS SS SN NS SU U1 1U U1 1U U1 1U U1 1U U2 2U U2 2U U2 2U U2 2U U2 2U U2 2U U1 1U U1 1并聯(lián)時并聯(lián)時 p=1p=1電工電子學(xué)電工電子學(xué)下頁下頁上頁上頁60變頻器變頻器M3 +50Hz50Hz特點：特點：實現(xiàn)無級調(diào)速；起動電流小，起動轉(zhuǎn)矩大，起動能力強。實現(xiàn)無級調(diào)速；起動電流小，起動轉(zhuǎn)矩大，起動能力強。9.3.3 三相異步電動機的使用三相異步電動機的使用（2 2）改變電源頻率調(diào)速

21、）改變電源頻率調(diào)速（變頻器）（變頻器）電工電子學(xué)電工電子學(xué)下頁下頁上頁上頁61特點：特點：設(shè)備簡單、投資少，但能量損耗大，效率低。設(shè)備簡單、投資少，但能量損耗大，效率低。9.3.3 三相異步電動機的使用三相異步電動機的使用（3 3）改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速）改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速（即即：改變轉(zhuǎn)子電阻）：改變轉(zhuǎn)子電阻）T TT Tm ms ss s1 1R R2 2 R R2 2R R2 2R R2 2RR2 2RR2 2 s ss sT TL L電工電子學(xué)電工電子學(xué)下頁下頁上頁上頁62例：例：三相異步電動機技術(shù)參數(shù)為：三相異步電動機技術(shù)參數(shù)為：P PN N=37kW=37kW，n nN N=1480r/min=

22、1480r/min，U UN N=380V=380V， N N=91.8%=91.8%，coscos =0.87=0.87，I Ist st/I/IN N=7.0=7.0，T Tst st/T/TN N=1.9=1.9，T Tmaxmax/T/TN N=2.2=2.2。求：求：(1)(1)同步轉(zhuǎn)同步轉(zhuǎn)速，磁極對數(shù)，額定轉(zhuǎn)差率速，磁極對數(shù)，額定轉(zhuǎn)差率s sN N，它是幾極電機？，它是幾極電機？(2)(2)求求T TN N、T Tst st、T Tmaxmax、(3)(3)輸入輸入功率功率P P1 1，額定電流，額定電流I IN N，起動電流，起動電流I Ist st（4 4）若負載轉(zhuǎn)矩）若負載轉(zhuǎn)

23、矩T TL L為為100Nm100Nm，能否采用能否采用Y-Y- 換接起動？換接起動？11500 / minnr解解：磁極對數(shù)為磁極對數(shù)為: :額定轉(zhuǎn)差率為額定轉(zhuǎn)差率為: :是是4 4極電動機。極電動機。2p 11150014800.0131500Nnnsn(2)(2)額定轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩為: :起動轉(zhuǎn)矩為起動轉(zhuǎn)矩為: :最大轉(zhuǎn)矩為最大轉(zhuǎn)矩為: :3795509550238.751480NNNPTNmn1.91.9238.75454stNTTNmmax2.22.2238.75525NTTNm（3 3）輸入功率為）輸入功率為: :13740.30.918NNPPkW起動電流為起動電流為: :7.0

24、7.0 70.4492.8stNIIA(1)(1)同步轉(zhuǎn)速為同步轉(zhuǎn)速為: :應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例(4)(4)能采用能采用YY 換接換接起動。因為：起動。因為：13LstTT額定電流為額定電流為: :140.3100070.43cos33800.87NNPIAU電工電子學(xué)電工電子學(xué)下頁下頁上頁上頁63解：解：例：例：已知電機已知電機 技術(shù)參數(shù)為：技術(shù)參數(shù)為：P PN N=45kW=45kW，n nN N=1480r/min=1480r/min，U UN N=380V=380V， N N=92.3%=92.3%，coscos =0.88=0.88，I Ist st/I/IN N=7.0=7.0，T T

25、st st/T/TN N=1.9=1.9，T Tmaxmax/T/TN N=2.2=2.2。求：求：(1)(1)額額定電流定電流I IN N；(2)(2)若負載轉(zhuǎn)矩為若負載轉(zhuǎn)矩為100Nm100Nm，能否采用能否采用Y-Y- 換接起動？換接起動？(3)(3)采用自耦采用自耦變壓器降壓起動，起動補償器降壓比為變壓器降壓起動，起動補償器降壓比為0.40.4、0.60.6、0.80.8，若起動時的負載為若起動時的負載為250Nm250Nm，應(yīng)選擇降壓比為多少？應(yīng)選擇降壓比為多少？（1 1）因為因為13cosLLPU I所以所以（2 2）直接起動轉(zhuǎn)矩為：直接起動轉(zhuǎn)矩為：451.91.99550551.

26、71480stNTTNm1551.7183.91003N mN mN m所以能采用所以能采用Y-Y- 起動。起動。（3 3）當(dāng)當(dāng)K=0.4K=0.4時時220.40.40.4551.788.272ststTTN m當(dāng)當(dāng)K=0.6K=0.6時時220.60.60.6551.7198.612ststTTN m當(dāng)當(dāng)K=0.8K=0.8時時220.80.80.8551.7353.088ststTTN m所以，選擇所以，選擇K=0.8K=0.8應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例21PP32451084.2()3cos33800.9230.88NLPIAU電工電子學(xué)電工電子學(xué)下頁下頁上頁上頁649.3.4 單相異步電動機單

27、相異步電動機單相異步電動機概述單相異步電動機概述 采用單相電源的異步電動機稱為單相異步電動機，它廣泛采用單相電源的異步電動機稱為單相異步電動機，它廣泛用于電動工具、家用電器、醫(yī)療機械和自動控制系統(tǒng)中。用于電動工具、家用電器、醫(yī)療機械和自動控制系統(tǒng)中。 大小按正弦規(guī)律變化，但方向只大小按正弦規(guī)律變化，但方向只有兩個固定方向。在脈動磁場作用有兩個固定方向。在脈動磁場作用下，轉(zhuǎn)子受到的轉(zhuǎn)矩為零，電動機下，轉(zhuǎn)子受到的轉(zhuǎn)矩為零，電動機不能自行起動不能自行起動。即無起動轉(zhuǎn)矩。即無起動轉(zhuǎn)矩。 單相繞組接通交流電源時，在定子內(nèi)會產(chǎn)生一個大小隨時間按單相繞組接通交流電源時，在定子內(nèi)會產(chǎn)生一個大小隨時間按正弦規(guī)律

28、變化，而空間位置不變的正弦規(guī)律變化，而空間位置不變的脈動磁場脈動磁場。如圖。如圖N NN NS SS Si it ti ii i正半周正半周負半周負半周脈動磁場的特點脈動磁場的特點 脈動磁場雖無起動轉(zhuǎn)矩，但當(dāng)外力使轉(zhuǎn)子延某一方向轉(zhuǎn)動后，會使轉(zhuǎn)子脈動磁場雖無起動轉(zhuǎn)矩，但當(dāng)外力使轉(zhuǎn)子延某一方向轉(zhuǎn)動后，會使轉(zhuǎn)子受到同方向的轉(zhuǎn)矩而繼續(xù)轉(zhuǎn)動。即受到同方向的轉(zhuǎn)矩而繼續(xù)轉(zhuǎn)動。即無起動轉(zhuǎn)矩，但會產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩?zé)o起動轉(zhuǎn)矩，但會產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。電工電子學(xué)電工電子學(xué)下頁下頁上頁上頁659.3.4 單相異步電動機單相異步電動機1. 1. 電容式電動機電容式電動機 為使單相電動機自行起動，電容式電動機定子中有為使單相電動機自行起動

29、，電容式電動機定子中有一個工作繞組一個工作繞組W，一個起動繞組，一個起動繞組S，接線如圖，接線如圖+ +W W1 1W W2 2C CS S1 1S S2 2- -U1I2I 繞組繞組WW、S S在空間位置上相差在空間位置上相差9090，起動繞組，起動繞組S S串串聯(lián)起動電容聯(lián)起動電容C C，使工作繞組的電流，使工作繞組的電流I I1 1和起動繞組的電和起動繞組的電流流I I2 2相位差近似等于相位差近似等于90 90 ，這樣兩繞組電流產(chǎn)生的，這樣兩繞組電流產(chǎn)生的合成磁場為合成磁場為旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)磁場。工作原理工作原理 電容的作用是將單相電流分成相位差近似為電容的作用是將單相電流分成相位差近似為

30、9090的兩相電流，所以的兩相電流，所以C C稱為稱為分相電容分相電容，該電動機稱為，該電動機稱為電容分相式電容分相式單相異步電動機單相異步電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子電工電子學(xué)電工電子學(xué)下頁下頁上頁上頁669.3.4 單相異步電動機單相異步電動機電容式單相電動機反轉(zhuǎn)方法電容式單相電動機反轉(zhuǎn)方法+ +S SW W2 22 21 1W W1 1- -Ul電容運轉(zhuǎn)電動機：電容運轉(zhuǎn)電動機：如果如果電動機起動后，起動繞組仍通電運行，這種電動機起動后，起動繞組仍通電運行，這種電動機稱為電動機稱為電容運轉(zhuǎn)電動機電容運轉(zhuǎn)電動機。 將工作繞組將工作繞組或或起動繞組兩個端子對調(diào)即可。對于工作起動繞組兩個端子對調(diào)即可。對于工作

31、繞組繞組和和起動繞組相同的電動機，反轉(zhuǎn)接線如圖。起動繞組相同的電動機，反轉(zhuǎn)接線如圖。C Cl電容起動電動機：電容起動電動機：如果起動繞組中串聯(lián)一個離心開關(guān)，起動后依如果起動繞組中串聯(lián)一個離心開關(guān)，起動后依靠離心力的作用使開關(guān)斷開，切斷起動繞組，這種電動機稱為靠離心力的作用使開關(guān)斷開，切斷起動繞組，這種電動機稱為電容起電容起動電動機動電動機。電容式電動機分為：電容式電動機分為：電容運轉(zhuǎn)電動機電容運轉(zhuǎn)電動機和和電容起動電動機電容起動電動機電工電子學(xué)電工電子學(xué)下頁下頁上頁上頁679.3.4 單相異步電動機單相異步電動機解：解：S SW W220V220VM MS S 該電扇由該電扇由電容式電動機電容

32、式電動機拖動，電路中串入具有抽頭的拖動，電路中串入具有抽頭的電抗電抗器器，當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)，當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)S S接不同位置時，電抗器上電壓降不同，電動機端電接不同位置時，電抗器上電壓降不同，電動機端電壓隨之改變，實現(xiàn)有級調(diào)速。壓隨之改變，實現(xiàn)有級調(diào)速?？炜?例題例題9.3.29.3.2：圖是一種家用電扇的調(diào)速電路，試說明工作原理。圖是一種家用電扇的調(diào)速電路，試說明工作原理。中中慢慢停停C C電工電子學(xué)電工電子學(xué)下頁下頁上頁上頁689.3.4 單相異步電動機單相異步電動機2. 2. 罩極式電動機罩極式電動機+ +- -U罩極式電動機結(jié)構(gòu)示意圖罩極式電動機結(jié)構(gòu)示意圖工作原理工作原理 當(dāng)定子繞組通入交流電流而

33、產(chǎn)生脈當(dāng)定子繞組通入交流電流而產(chǎn)生脈動磁場時，通過動磁場時，通過短路環(huán)短路環(huán)部分的磁通部分的磁通滯后滯后于于無短路環(huán)部分無短路環(huán)部分的磁通，兩部分磁通在的磁通，兩部分磁通在空間上相差一個角度，故電動機的磁場空間上相差一個角度，故電動機的磁場是一個是一個移動的磁場移動的磁場。凸極式磁極凸極式磁極短路銅環(huán)短路銅環(huán)定子繞組定子繞組 籠型轉(zhuǎn)子在這個移動磁場的作用下籠型轉(zhuǎn)子在這個移動磁場的作用下就產(chǎn)生就產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩而旋轉(zhuǎn)電磁轉(zhuǎn)矩而旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)方向是由未加短路環(huán)部分向有短路環(huán)部分方向旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)方向是由未加短路環(huán)部分向有短路環(huán)部分方向旋轉(zhuǎn)。 單相電動機適用于單相電源的場合。但它效率低、功率單相電動機適用于單相

34、電源的場合。但它效率低、功率因數(shù)和過載能力都較低，容量一般在因數(shù)和過載能力都較低，容量一般在1kW 1kW 以下。以下。電工電子學(xué)電工電子學(xué)下頁下頁上頁上頁69主要內(nèi)容主要內(nèi)容9.4.19.4.1 直流電動機的工作原理直流電動機的工作原理9.4.29.4.2 直流電動機的勵磁方式和特性直流電動機的勵磁方式和特性9.4.39.4.3 無刷直流電動機無刷直流電動機電工電子學(xué)電工電子學(xué)下頁下頁上頁上頁70將直流電能轉(zhuǎn)換為機械能的電動機。因其良好的調(diào)速性能而在電將直流電能轉(zhuǎn)換為機械能的電動機。因其良好的調(diào)速性能而在電力拖動中得到廣泛應(yīng)用。直流電動機按力拖動中得到廣泛應(yīng)用。直流電動機按勵磁勵磁方式分為永磁、他勵方式分為永磁、他勵和自勵和自勵3 3類，其中自勵又分為并勵、串勵和復(fù)勵類，其中自勵又分為并勵、串勵和復(fù)勵3 3種。種。電工電子學(xué)電工電子學(xué)下頁下頁上頁上頁71主要內(nèi)容主要內(nèi)容9.5.19.5.1 步進電機步進電機9.5.29.5.2 伺服電機伺服電機電工電子學(xué)電工電子學(xué)下頁下頁上頁上頁72控制電機概述控制電機概述l控制電機包括：控制電機包括：步進電動機、伺服電動機、測速發(fā)電機、自步進電動機、伺服電動機、測速發(fā)電機、自整角機、旋轉(zhuǎn)變壓器等整角機、旋轉(zhuǎn)變壓器等 隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，特別是自動化技術(shù)的發(fā)展，控制電機的隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，特