交流電機(jī)6學(xué)時(shí)課時(shí)第42周課時(shí)共7公開課一等獎(jiǎng)市優(yōu)質(zhì)課賽課獲獎(jiǎng)?wù)n件

東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院1第五章交流電機(jī)5.1三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理5.2三相異步電動(dòng)機(jī)的定、轉(zhuǎn)子電路分析5.3三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩和機(jī)械特性5.4三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)5.5三相異步電動(dòng)機(jī)的的調(diào)速特性5.6三相異步電動(dòng)機(jī)的的制動(dòng)特性5.7單相異步電動(dòng)機(jī)5.8同步電動(dòng)機(jī)東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院2

電動(dòng)機(jī)有直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)兩大類，直流電動(dòng)機(jī)不及交流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、維護(hù)方便、運(yùn)行可靠.常用的交流電動(dòng)機(jī)有三相異步電動(dòng)機(jī)（或稱感應(yīng)電動(dòng)機(jī)）和同步電動(dòng)機(jī)。第五章交流電機(jī)Y系列三相異步電機(jī)三相稀土永磁同步電機(jī)東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院3異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)容易，運(yùn)行可靠，價(jià)格便宜，具有較好的穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)特性，因此，是工業(yè)中使用得最為廣泛的一種電動(dòng)機(jī)。

本章主要介紹三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理，啟動(dòng)、制動(dòng)、調(diào)速的特性和方法。第五章交流電機(jī)東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院4

5.1三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理

主要內(nèi)容包括：基本結(jié)構(gòu)、工作原理、旋轉(zhuǎn)磁場、定子繞組、線端連接方式?！?.1.1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院5§5.1.1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)定子由鐵心、繞組與機(jī)座三部分組成。定子鐵心是電動(dòng)機(jī)磁路的一部分，它是由0.5mm的硅鋼片疊壓而成，片與片之間是絕緣的。

定子繞組是電動(dòng)機(jī)的電路部分由許多線圈連接而成，每個(gè)線圈有兩個(gè)有效邊分別放在兩個(gè)槽里。三相對稱繞組AX，BY，CZ可連接成星型或三角形。機(jī)座主要用于固定與支撐定子的鐵心。轉(zhuǎn)子有鐵心與繞組組成。東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院6§5.1.1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組大多采用鼠籠式，它是在轉(zhuǎn)子鐵心槽里插入銅條，再將全部銅條兩端焊在兩個(gè)銅端環(huán)上而組成，如右圖所示。小型鼠籠式轉(zhuǎn)子繞組多用鋁離心澆注而成，如圖5.4所示。這不僅是以鋁代銅，而且制造也快。東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院7鼠籠式三相異步電動(dòng)機(jī)§5.1.1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院8§5.1.1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組除了鼠籠式外還有線繞式，線繞式轉(zhuǎn)子繞組與定子繞組一樣，由線圈組成繞組放入轉(zhuǎn)子鐵心槽里。轉(zhuǎn)子繞組一般是連接成星型的三相繞組，轉(zhuǎn)子繞組組成的磁極數(shù)與定子相同，繞線式轉(zhuǎn)子通過軸上的滑環(huán)和電刷在轉(zhuǎn)子回路中接入外加電阻，用以改善啟動(dòng)性能與調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速如圖5.5所示。東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院9§5.1.2異步電機(jī)的工作原理原理：基于定子旋轉(zhuǎn)磁場和轉(zhuǎn)子電流的相互作用。東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院10§5.1.3三相異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場定子繞組的接法：東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院11旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生磁場幅值不變，也叫圓形旋轉(zhuǎn)磁場東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院12相序?qū)φ{(diào)后旋轉(zhuǎn)磁場反向東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院13相序?qū)φ{(diào)后旋轉(zhuǎn)磁場反向BC對調(diào)前：A>B>CBC對調(diào)后：A>C>B極對數(shù)p=1旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速：{n0}r/min=60{f}Hz東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院14多極對數(shù)定子繞組極對數(shù)p=2旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速：{n0}r/min=60{f}Hz/p東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院15§5.1.4繞組端子接線方法

實(shí)際電動(dòng)機(jī)的每相的繞組比我們分析的例子要多。具體繞制方法不詳細(xì)敘述。東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院16

定子三相繞組的連接方式(Y形或△形)的選擇，和普通三相負(fù)載一樣，須視電源的線電壓而定。如果電動(dòng)機(jī)所接入之電源的線電壓等于電動(dòng)機(jī)的額定相電壓(即每相繞組的額定電壓)，那么、它的繞組應(yīng)該接成三角形；如果電源的線電壓是電動(dòng)機(jī)額定相電壓的倍，它的繞組就應(yīng)該接成Y形。通常電動(dòng)機(jī)的銘牌上標(biāo)有符號Y／△和數(shù)字380／220，前者表示定子繞組的接法．后者表示對應(yīng)于不同接法應(yīng)加的線電壓值。P56頁例5.1新書p78§5.1.4繞組端子接線方法東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院17§5.2三相異步電動(dòng)機(jī)的定子電路和轉(zhuǎn)子電路定子電路的分析轉(zhuǎn)子電路的分析三相異步電動(dòng)機(jī)的額定值三相異步電動(dòng)機(jī)的能流圖

東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院18、定子電路分析與直流電動(dòng)機(jī)對比東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院19、定子電路分析東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院20定子每相繞組的磁通：每相繞組的磁通最大值定子每相繞組中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢：、定子電路分析東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院21定子每相繞組中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢：感應(yīng)電動(dòng)勢的有效值：其中繞組系數(shù)：故：其中：、定子電路分析東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院22定子每相繞組中還產(chǎn)生漏磁通：復(fù)數(shù)表示為：定子每相繞組的電壓分量分為三個(gè)分量：式中：和為定子的電阻和漏磁感抗（很小）一般認(rèn)為：eL1、定子電路分析東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院23、轉(zhuǎn)子電路分析轉(zhuǎn)子每相繞組中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢：感應(yīng)電動(dòng)勢的有效值：f2為轉(zhuǎn)子電流的頻率因?yàn)椋恨D(zhuǎn)差率東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院24感應(yīng)電動(dòng)勢的有效值：如：n=0s=1時(shí)，轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢最大(堵轉(zhuǎn)電動(dòng)勢)、轉(zhuǎn)子電路分析東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院25轉(zhuǎn)子每相繞組中還產(chǎn)生漏磁通：復(fù)數(shù)表示為：轉(zhuǎn)子每相繞組的電壓分量分為：式中：和為轉(zhuǎn)子的電阻和漏磁感抗eL1eL2、轉(zhuǎn)子電路分析東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院26當(dāng)n=0S=1時(shí)：eL1eL2而：每相轉(zhuǎn)子的電流：由于轉(zhuǎn)子有漏磁通，相應(yīng)的感抗為X2，因此I2比E2滯后轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)為：、轉(zhuǎn)子電路分析東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院27轉(zhuǎn)差率S與功率因數(shù)cos的關(guān)系、轉(zhuǎn)子電路分析東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院28§5.2.3三相異步電動(dòng)機(jī)的額定值

電動(dòng)機(jī)在制造工廠所擬訂的情況下工作時(shí)，稱為電動(dòng)機(jī)的額定運(yùn)行，通常用額定值來表示其運(yùn)行條件，這些數(shù)據(jù)大部分都標(biāo)明在電動(dòng)機(jī)的銘牌上，使用電動(dòng)機(jī)時(shí)，必須看懂銘牌。銘牌上主要有：型號、額定功率、額定電壓、額定頻率、額定電流、額定轉(zhuǎn)速、工作方式、溫升（絕緣等級）、電機(jī)重量。

銘牌上不表明的有：額定功率因數(shù)：cosφN、額定效率ηN、額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩TN等。東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院29§5.2.3三相異步電動(dòng)機(jī)的額定值（1）額定功率因素：在額定頻率、額定電壓和電動(dòng)機(jī)軸上輸出額定功率時(shí)，定子相電流與相電壓之間相位差的余弦（2）額定效率：在額定頻率、額定電壓和電動(dòng)機(jī)軸上輸出額定功率時(shí)，電動(dòng)機(jī)輸出機(jī)械功率與輸入功率之比。（3）額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩：電動(dòng)機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下輸出額定功率時(shí)軸上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩。（4）線繞式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子靜止時(shí)的滑環(huán)電壓和轉(zhuǎn)子的額定電流。

銘牌上不表明的有：額定功率因數(shù)：cosφN、額定效率ηN、額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩TN等。東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院30§5.2.4三相異步電動(dòng)機(jī)的能流圖電動(dòng)機(jī)定子的輸入功率定子繞組銅損定子鐵心的鐵損電磁功率轉(zhuǎn)子繞組銅損機(jī)械磨損輸出功率電動(dòng)機(jī)效率東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院31功率因素對轉(zhuǎn)矩的影響§5.3三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩和機(jī)械特性5.3.1三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩

東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院32§5.3三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩和機(jī)械特性5.3.1三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩

功率因素對轉(zhuǎn)矩的影響東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院33§5.3三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩和機(jī)械特性5.3.1三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩

功率因素對轉(zhuǎn)矩的影響東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院34§5.3三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩和機(jī)械特性5.3.1三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩

功率因素對轉(zhuǎn)矩的影響東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院35四個(gè)特殊點(diǎn)（0,ｎ０）、（TN,nN）、（Tst,0）、(Tmax,nm)過載能力系數(shù)：實(shí)驗(yàn)表達(dá)式：§5.3.2三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性－固有機(jī)械特性

東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院361、降低電動(dòng)機(jī)電源電壓時(shí)的人為特性{n0}r/min=60{f}Hz/p§5.3.2三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性－人為機(jī)械特性

東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院372、定子電路接入電阻或電抗時(shí)的人為特性{n0}r/min=60{f}Hz/p

定子電路接入電阻或電抗時(shí)，與降低電壓基本相同。但其最大轉(zhuǎn)矩比直接降低電源電壓時(shí)的最大轉(zhuǎn)矩要大。？§5.3.2三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性－人為機(jī)械特性

東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院383、改變定子電路頻率時(shí)的人為特性

影響因數(shù)及過程比較復(fù)雜。要求：§5.3.2三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性－人為機(jī)械特性

東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院394、轉(zhuǎn)子電路串電阻時(shí)的人為特性(線繞式電機(jī))§5.3.2三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性－人為機(jī)械特性

東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院40§5.4三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性對電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的要求：1、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩足夠大。2、啟動(dòng)電流越小越好。3、啟動(dòng)平滑。4、安全可靠，簡單，方便。5、功耗小。東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院41鼠籠式異步交流電機(jī)的常用啟動(dòng)方法

1、直接啟動(dòng)：可以使用直接啟動(dòng)的情況：詳見（新P96老P68）第一段。東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院422、定子串電阻或電抗器降壓啟動(dòng)

啟動(dòng)時(shí)，將啟動(dòng)電阻串入定子電路，以降低啟動(dòng)電流。但啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩同時(shí)減小。只用于空載、輕載啟動(dòng)。東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院433、Y-降壓啟動(dòng)啟動(dòng)時(shí)：1KM閉合，2KM斷開，Y連接啟動(dòng)后：1KM斷開，2KM閉合，連接

只用于空載或輕載，正常運(yùn)行時(shí)按連接的異步電動(dòng)機(jī)。專用設(shè)備：Y-啟動(dòng)器設(shè)：U1為電源線電壓，IstY為Y連接時(shí)的啟動(dòng)電流，Ist為連接時(shí)的啟動(dòng)電流，Z為啟動(dòng)時(shí)的每相繞組的等效阻抗。則：東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院444、自耦變壓器降壓啟動(dòng)啟動(dòng)時(shí)：1KM，2KM閉合，KM斷開，Y連接，接入自耦變壓器。 啟動(dòng)后：1KM，2KM斷開，KM閉合，斷開自耦變壓器，全電壓運(yùn)行。注意：此時(shí)的I2、U2接是副邊的電流和電壓，不是轉(zhuǎn)子的電流和電壓。Y-降壓啟動(dòng)時(shí)：自耦變壓器降壓啟動(dòng)時(shí)：可調(diào)專用設(shè)備：啟動(dòng)補(bǔ)償器表5.2鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)幾種常用啟動(dòng)方法的比較（老P70）東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院455、延邊三角行接法

啟動(dòng)的特性介于直接啟動(dòng)和Y-降壓啟動(dòng)之間，對電動(dòng)機(jī)繞組的出線有特殊的要求用的不多。東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院46繞線式異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方法

鼠籠式電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，啟動(dòng)電流大，不能滿足大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的生產(chǎn)機(jī)械的要求。必須選用繞線式異步電動(dòng)機(jī)。啟動(dòng)方法：逐級切除啟動(dòng)電阻法和頻敏變阻器法東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院47繞線式異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方法東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院48繞線式異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方法東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院49§5.5三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速特性可通過Tmax、Sm、f、p四個(gè)參數(shù)調(diào)節(jié)速度n東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院501、調(diào)壓調(diào)速（變Tmax

）§5.5三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速特性東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院51§5.5三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速特性2、轉(zhuǎn)子電路串電阻調(diào)速(變Sm)東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院523、改變極對數(shù)調(diào)速(p)§5.5三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速特性應(yīng)用：變極調(diào)速主要用于籠型異步電動(dòng)機(jī)，變極電動(dòng)機(jī)有轉(zhuǎn)換單繞組接線改變極數(shù)的電動(dòng)機(jī)和同一鐵芯上設(shè)置兩個(gè)以上極數(shù)不同繞組的電動(dòng)機(jī)。由式n0=60f/p可知，如果磁極對數(shù)p減小一半，則旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n0將提高一倍，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n差不多也提高一倍。因此改變p可以得到不同的轉(zhuǎn)速。如何改變磁極對數(shù)，取決于定子繞組的布置和聯(lián)接方式。

原理：變換異步電動(dòng)機(jī)繞組極數(shù)從而改變同步轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)速，其轉(zhuǎn)速是按階躍方式變化，而非連續(xù)變化。東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院533、改變極對數(shù)調(diào)速(p)§5.5三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速特性應(yīng)用：變極調(diào)速主要用于籠型異步電動(dòng)機(jī)，變極電動(dòng)機(jī)有轉(zhuǎn)換單繞組接線改變極數(shù)的電動(dòng)機(jī)和同一鐵芯上設(shè)置兩個(gè)以上極數(shù)不同繞組的電動(dòng)機(jī)。YD系列(IP44)變極多速三相異步電動(dòng)機(jī)東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院543、改變極對數(shù)調(diào)速(p)§5.5三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速特性東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院553、改變極對數(shù)調(diào)速(p)a、Y>YY串聯(lián)改為并聯(lián)極對數(shù)減少一倍，轉(zhuǎn)矩不變，功率增加一倍。b、

>YY極對數(shù)也減少一倍，功率不變，轉(zhuǎn)矩減少一倍。注意：相序的同時(shí)改變，使調(diào)速前后轉(zhuǎn)向不變。4、變頻調(diào)速(f)，以后介紹§5.5三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速特性東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院564、變頻調(diào)速(f)，§5.5三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速特性原理：利用電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速隨頻率變化的特性，通過改變電動(dòng)機(jī)的供電頻率進(jìn)行調(diào)速間接變換方式（交-直-交變頻）把交流電通過整流器變?yōu)橹绷麟姡儆媚孀兤鲗⒅绷麟娮優(yōu)轭l率可變的交流電供給異步電動(dòng)機(jī)。東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院57§5.6三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)特性1、反饋制動(dòng)：A、負(fù)載為位能轉(zhuǎn)矩的起重機(jī)械在下放重物時(shí)的反饋制動(dòng)。B、變極調(diào)速或變頻調(diào)速時(shí)，理想空載轉(zhuǎn)速的下降而產(chǎn)生的反饋制動(dòng)。只在高速運(yùn)行東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院58－1、電源反接制動(dòng)難于用于準(zhǔn)確停車東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院59－2、倒拉反接制動(dòng)難于用于準(zhǔn)確停車東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院60、能耗制動(dòng)1KM打開，2KM合上?？梢詼?zhǔn)確停車。注：停車后斷開電源。

單相異步電動(dòng)機(jī)是利用單相交流電源供電的一種小容量交流電動(dòng)機(jī)，功率約在8W～750W之間?！?.7單相異步電動(dòng)機(jī)特點(diǎn)與應(yīng)用單相異步電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單,成本低廉,維修方便等特點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于如冰箱、電扇、洗衣機(jī)等家用電器及醫(yī)療器械中。但與同容量的三相異步電動(dòng)機(jī)相比，單相異步電動(dòng)機(jī)的體積較大、運(yùn)行性能較差、效率較低。

單相異步電動(dòng)機(jī)是利用單相交流電源供電的一種小容量交流電動(dòng)機(jī)，功率約在8W～750W之間?！?.7單相異步電動(dòng)機(jī)類型

單相異步電動(dòng)機(jī)有多種類型，目前應(yīng)用最多的是電容分相的單相異步電動(dòng)機(jī)，這實(shí)際上是一種兩相運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)，下面僅就這種電動(dòng)機(jī)進(jìn)行介紹。結(jié)構(gòu)

結(jié)構(gòu)與三相籠形異步電動(dòng)機(jī)類似，轉(zhuǎn)子繞組也為一籠形轉(zhuǎn)子。單相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖§5.7單相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)單相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖§5.7單相異步電動(dòng)機(jī)

定子：單相工作繞組和一個(gè)啟動(dòng)繞組。轉(zhuǎn)子：籠形轉(zhuǎn)子。為了能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，在啟動(dòng)繞組中還串聯(lián)了一個(gè)電容器。220V~NS

當(dāng)定子繞組產(chǎn)生的合成磁場增加時(shí)，根據(jù)右手螺旋定則和左手定則，可知轉(zhuǎn)子導(dǎo)條左、右受力大小相等方向相反，所以沒有起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。在電流正半周在電流負(fù)半周？§5.7單相異步電動(dòng)機(jī)工作原理XXX東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院66§5.7單相異步電動(dòng)機(jī)單相異步電動(dòng)機(jī)的磁場脈動(dòng)磁場：空間不旋轉(zhuǎn)，而磁通或磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小隨時(shí)間作正弦變化。?轉(zhuǎn)子借助其它力量轉(zhuǎn)動(dòng)后，外力去除后仍按原方向繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。一推就轉(zhuǎn)，且能達(dá)到穩(wěn)定，但無啟動(dòng)能力其原理分析如下：§5.7單相異步電動(dòng)機(jī)工作原理可以證明：一個(gè)空間軸線固定而大小按正弦規(guī)律變化的脈沖磁場可以分解成兩個(gè)轉(zhuǎn)速相等而方向相反的旋轉(zhuǎn)磁場。轉(zhuǎn)子借助其它力量轉(zhuǎn)動(dòng)后，外力去除后仍按原方向繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。一推就轉(zhuǎn)，且能達(dá)到穩(wěn)定，但無啟動(dòng)能力其原理分析如下：

定子繞組產(chǎn)生的脈動(dòng)磁場（

），可用正、反兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場合成而等效。即：t§5.7單相異步電動(dòng)機(jī)工作原理脈動(dòng)磁場的分解④④⑥⑥⑧⑧②②③③⑦⑦⑨⑨⑤⑤①①正反向旋轉(zhuǎn)磁場的合成轉(zhuǎn)矩特性合成轉(zhuǎn)矩起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為零。（正向）（反向）正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)反電容分相式起動(dòng)單相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)~KDCWSTW:主繞組（工作繞組）ST：啟動(dòng)繞組K：離心開關(guān)AXA'X'WSTAXA'X'§5.7單相異步電動(dòng)機(jī)~KDCWST接近90°電容分相式單相異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)原理

分相后兩相電波形如圖所示。設(shè)則

兩相電流波形圖電容分相式單相異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)原理~KDCWST~KDCWSTAXA'X'WSTAXA'X't=t0XNSt=t0WSTAXA'X'XNSWSTAXA'X'NSt=t1X磁場逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)t=t0t=t1啟動(dòng)時(shí)開關(guān)K閉合，使兩繞組電流相位差約為90°，從而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，電機(jī)轉(zhuǎn)起來；轉(zhuǎn)動(dòng)正常以后離心開關(guān)被甩開，啟動(dòng)繞組被切斷，而電機(jī)仍按原方向繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。~KDCWSTAXA'X'電容分相式單相異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)原理單相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速

單相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法主要有變頻調(diào)速、晶閘管調(diào)速、串電抗器調(diào)速和抽頭法調(diào)速等。變頻調(diào)速設(shè)備復(fù)雜、成本高、很少采用。下面簡單介紹目前較多采用的串電抗器調(diào)速、抽頭法調(diào)速和晶閘管調(diào)速。（1）串電抗器調(diào)速在電動(dòng)機(jī)的電源線路中串聯(lián)起分壓作用的電抗器，通過調(diào)速開關(guān)選擇電抗器繞組的匝數(shù)來調(diào)節(jié)電抗值，從而改變電動(dòng)機(jī)兩端的電壓，達(dá)到調(diào)速的目的，如圖所示。串電抗器調(diào)速，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，容易調(diào)整調(diào)速比，但消耗的材料多，調(diào)速器體積大。串電抗器調(diào)速接線圖

單相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速（2）抽頭法調(diào)速如果將電抗器和電機(jī)結(jié)合在一起，在電動(dòng)機(jī)定子鐵心上嵌入一個(gè)中間繞組(或稱調(diào)速繞組)，通過調(diào)速開關(guān)改變電動(dòng)機(jī)氣隙磁場的大小及橢圓度，可達(dá)到調(diào)速的目的。根據(jù)中間繞組與工作繞組和啟動(dòng)繞組的接線不同，常用的有T形接法和L形接法，如圖所示。抽頭法調(diào)速與串電抗器調(diào)速相比較，抽頭法調(diào)速時(shí)用料省，耗電少，但是繞組嵌線和接線比較復(fù)雜。（a）T形接法（b）L形接法圖抽頭法調(diào)速接線圖單相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速（3）晶閘管調(diào)速利用改變晶閘管的導(dǎo)通角，來實(shí)現(xiàn)加在單相異步電動(dòng)機(jī)上的交流電壓的大小，從而達(dá)到調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的目的，這種方法能實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速，缺點(diǎn)是會產(chǎn)生一些電磁干擾。目前常用于吊式風(fēng)扇的調(diào)速上。單相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院81電容分相式異步電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)的實(shí)現(xiàn)東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院822、罩極式單相異步電動(dòng)機(jī)

用短路銅環(huán)罩住磁極的一部分，使通過銅環(huán)的磁通在相位上比主磁通滯后一定的相位角。使轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生一個(gè)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院832、罩極式單相異步電動(dòng)機(jī)東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院84§5.8同步電動(dòng)機(jī)的工作原理、特點(diǎn)及應(yīng)用同步電機(jī)既可以作發(fā)電機(jī)運(yùn)行，亦可以作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行。同步電動(dòng)機(jī)也是一種三相交流電機(jī)，它除了用于電力傳動(dòng)外，還用于補(bǔ)償電網(wǎng)功率因素。發(fā)電廠中的交流發(fā)電機(jī)，全部采用同步電機(jī)。東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院85§5.8.1、同步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)定子：鐵心、定子繞組（電樞繞組）機(jī)座等；轉(zhuǎn)子:主磁極、直流勵(lì)磁繞組、啟動(dòng)繞組，電刷等。注：同步電動(dòng)機(jī)同時(shí)可作為同步發(fā)電機(jī)東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院86§5.8.2、同步電動(dòng)機(jī)的工作原理和運(yùn)行特性東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院87

如果If變化，則Фf就要變化,如要保持Ф

不變（磁飽和），則Ф0就要變化，I也變化。又因?yàn)門、n不變，輸出功率P2也不變，輸入功率也是不變的，而U不變，就要變化。

可通過改變If，調(diào)節(jié)的大小，當(dāng)時(shí)，U和I同相，此時(shí)勵(lì)磁的電流稱為正常勵(lì)磁電流（全部磁電勢都由直流產(chǎn)生）。不變輸入：不變輸出：不變、＋＝總磁通：產(chǎn)生磁通定子電流產(chǎn)生磁通由勵(lì)磁電流jcos39550/PnI,120f0fUIPTnTIf==FF