1、第6章 异步电动机,6.1 三相异步电动机的结构及转动原理 6.2 三相异步电动机的特性 6.3 三相异步电动机的铭牌和技术数据 6.4 三相异步电动机的运行方式 6.5 异步电动机的选择 6.6 单相异步电动机,6.1 三相异步电动机的结构及转动原理,6.1.1三相异步电动机的结构 异步电动机主要有定子和转子两部分组成。这两部分之间由气隙隔开。根据转子结构的不同，分成笼型和绕线型两种。图6-1所示为三相笼型异步电动机的结构。 1.定子 定子由定子铁芯、定子绕组和机座三部分组成。 定子铁芯是电动机磁路的一部分，它由0. 5 mm厚、两面涂有绝缘漆的硅钢片叠成，在其内圆冲有均匀分布的槽，如图6-
2、2所示，槽内嵌放三相对称绕组。定子绕组是电机的电路部分，它用铜线缠绕而成，三相绕组根据需要可接成星形(Y)和三角形()。由接线盒的端子端引出。机座是电动机的支架，一般用铸铁或铸钢制成。,下一页,返回,6.1 三相异步电动机的结构及转动原理,2.转子 转子由转子铁芯、转子绕组和转轴三部分组成。转子铁芯也是由0. 5 mm厚、两面涂有绝缘漆的硅钢片叠成，在其外圆冲有均匀分布的槽，如图6-3所示。槽内嵌放转子绕组，转子铁芯装在转轴上。 转子绕组有笼型和绕线型两种结构。 笼型转子绕组结构与定子绕组的不同，转子铁芯各槽内都嵌放有铸铝导条(个别电机有用铜导条的)，端部有短路环短接，形成一个短接回路。去掉铁
3、芯，形如一笼子，如图6-4所示。,上一页,下一页,返回,6.1 三相异步电动机的结构及转动原理,绕线型转子绕组结构与定子绕组的相似，在槽内嵌放三相绕组，通常为(Y)形联接，绕组的三个端线接到装在轴上一端的三个滑环，再通过一套电刷引出，以便与外电路的可调电阻器相连，用于启动或调速，如图6-5所示。 转轴由中碳钢制成，其两端由轴承支撑着，它用来输出转矩。,上一页,下一页,返回,6.1 三相异步电动机的结构及转动原理,6.1.2异步电动机的转动原理 三相异步电动机的定子绕组通入三相电流后，即在定子铁芯、转子铁芯及其之间的气隙中产生一个旋转磁场，其转速称为同步转速，用n0表示，单位为r/min，它与电
4、源频率f1和磁极对数p的关系为式中，f1为电源频率，p为磁极对数。 我国电网频率为50 Hz，故n0与p具有如表6-1所示的关系。,上一页,下一页,返回,6.1 三相异步电动机的结构及转动原理,旋转磁场的旋转方向与定子电源的相序方向一致，如果改变相序，则旋转磁场旋转方向也就随之改变。三相异步电动机的反转正是利用这个原理。 在图6-6中，设旋转磁场在空间按顺时针方向旋转，因此转子导体相对于磁场按逆时针方向旋转而切割磁力线，根据右手定则可确定感应电动势的方向。转子上半部分导体中产生的感应电动势方向是从里向外，转子下半部分导体中产生的感应电动势方向是从外向里。因为鼠笼式转子绕组是闭合的，所以，在感应
5、电动势作用下，转子导体中产生出感应电流，即转子电流。正因为异步电动机的转子电流是由电磁感应产生的，所以异步电动机又称为感应电动机。,上一页,下一页,返回,6.1 三相异步电动机的结构及转动原理,通有电流的转子导体处在旋转磁场中，将受到电磁力的作用。电磁力的方向可用左手定则判定。在图6-6中，转子上半部分导体受力的方向向右，转子下半部分导体受力的方向向左。这一对电磁力对于转轴形成转动力矩，称为电磁转矩。如图6-6所示，电磁转矩方向为顺时针方向，在该方向的电磁转矩作用下，转子便按顺时针方向以转速n，旋转起来。 由此可见，三相异步电动机电磁转矩的方向与旋转磁场的方向一致，如果旋转磁场的方向改变，则电
6、磁转矩的方向改变，电动机转子的转动方向也随之改变。因此，可以通过改变定子三相绕组中的电流相序来改变电动机转子的转动方向。,上一页,下一页,返回,6.1 三相异步电动机的结构及转动原理,由此可见，三相异步电动机电磁转矩的方向与旋转磁场的方向一致，如果旋转磁场的方向改变，则电磁转矩的方向改变，电动机转子的转动方向也随之改变。因此，可以通过改变定子三相绕组中的电流相序来改变电动机转子的转动方向。 显然，电动机转子的转速n小于旋转磁场的同步转速n0，即nn0。如果n=n0，转子导体与旋转磁场之间就没有相对运动，转子导体不切割磁力线，就不会产生感应电流，电磁转矩为零，转子因失去动力而减速。待到nn0时，
7、转子导体与旋转磁场之间又存在相对运动，产生电磁转矩。电动机在正常运转时，其转速n总是稍低于同步转速n0，因此称为异步电动机。,上一页,下一页,返回,6.1 三相异步电动机的结构及转动原理,异步电动机同步转速和转子转速的差值与同步转速之比称为转差率，用s表示，即转差率表示了转子转速n与旋转磁场同步转速n0之间相差的程度，是分析异步电动机的一个重要参数。转子转速n越接近同步转速n0，转差率s小。当n=0。(启动初始瞬间)时，转差率s=1;当理想空载时，即转子转速与旋转磁场转速相等(n=n0)时，转差率s=0。所以，转差率s的值在01范围内，即0s1额定运行时，s约为0.010.08。,上一页,返回
8、,（6-1）,6. 2 三相异步电动机的特性,6. 2. 1三相异步电动机的电磁转矩 由工作原理可知，异步电动机的电磁转矩是由与转子电动势同相的转子电流(转子电流的有功分量)和定子旋转磁场相互作用产生的，可见电磁转矩与转子电流有功分量(I2a)及定子旋转磁场的每极磁通()成正比，即式中，CT为计算转矩的结构常数，cos 2是转子回路的功率因索。需说明的是当磁通一定时，电磁转矩与转子电流有功分量I2a成正比，而并非与转子电流I2成正比。当转子电流大，若大的是转子电流无功分量(并非是有功分量)，则此时的电磁转矩就不大，启动瞬间就是这个情况。,下一页,返回,（6-2）,6. 2 三相异步电动机的特性
9、,经推导还可以得出电磁转矩与电动机转子参数之间的关系为式中，CT为电机结构常数，R2为转子绕组电阻，X20为转子不转时转子绕组漏感抗。 由式（6-3）可知， 。可见电磁转矩对电源电压特别敏感，当电源电压波动时，电磁转矩按U12关系变化。,上一页,下一页,返回,（6-3）,6. 2 三相异步电动机的特性,6.2.2 三相异步电动机的机械特性 在式（6-3）中，当U1、R2和X20为常数时，Tem=f（s）之间的关系曲线称为Tem-s曲线，如图6-7所示。 当电动机空载时，nn0，s0，故Tem=0；当s尚小时（s=00.2），分母中（sX20）2很小，可略去不计，此时 ，故当s增大，Tem也随之
10、增大；当s大到一定值后，（sX20）2R2，R2可略去不计，此时 ，故Tem随s增大反而下降，Tem-s曲线由上升至下降过程中，必出现一最大值，此即为最大转矩Tm，所对应转差率sm称为临界转差率。,上一页,下一页,返回,6. 2 三相异步电动机的特性,由n=（1-s）n0关系，可将Tem-s关系改为n=f（Tem）关系，此即为异步电动机的机械特性，如图6-8所示。因n与Tem均属机械量，故称此特性为机械特性，它直接反映了当电动机转矩变化时，转速的变化情况。异步电动机的转差率、通常在01范围，即转速n在n00范围。由图6-8可知，以临界转差率sm对应的临界转速nm为界，曲线分为两个不同特征的区域
11、。AB段为稳定区，BC段为不稳定区。,上一页,下一页,返回,6. 2 三相异步电动机的特性,在机械特性曲线的AB段，即n0nnm(nm为最大转矩所对应的转速)区段，当作用在电动机轴上的负载转矩发生变化时，电动机能适应负载的变化而自动调节达到稳定运行，故为稳定区。该区域的曲线较为平坦，当负载变化(增大)时，其转速n变化(下降)很少，故具有较硬的机械特性。这种特性很适用于金属切削机床等工作机械。 机械特性曲线的BC段，即nmn0区段为不稳定区，因电动机工作在该区段，其电磁转矩不能自动适应负载转矩的变化。,上一页,下一页,返回,6. 2 三相异步电动机的特性,为正确使用异步电动机，除需注意机械特性曲
12、线上的两个区域外，还要关注三个特征转矩。 1.额定转矩TN 三相异步电动机的额定转矩为TN的单位为Nm，PN的单位为kW。 2.最大转矩Tm 由图6-8曲线知，电动机有个最大转矩Tm，令 ，解得产生最大转矩的临界转差率sm，即,上一页,下一页,返回,（6-4）,（6-5）,6. 2 三相异步电动机的特性,代人式(6-3)，得由上两式可知： （1） ，而与U1无关，如图6-9（a）所示； （2） ，而与R2无关，如图6-9（b）所示。当电动机负载转矩大于最大转矩，即TLTm,时，电动机就要停转(故最大转矩也称停转转矩)，此时电动机电流即刻能升至(57)IN，致使绕组过热而烧毁。,上一页,下一页,
13、返回,（6-6）,6. 2 三相异步电动机的特性,3.启动转矩Tst 电动机刚启动瞬间，即n=0，s=1时的转矩叫启动转矩。将s=1代入式（6-3），得可见，启动转矩也与电源电压、转子电阻有关。电源电压U1降低，则启动转矩Tst减小。转子电阻适当增大，启动转矩增大。式（6-5）中，当转子电阻R2=X20时，sm=1，故此时Tst=Tm。当R2继续再增大，启动转矩又开始减小。,上一页,下一页,返回,（6-8）,6. 2 三相异步电动机的特性,只有当启动转矩大于负载转矩时，电动机才能启动。启动转矩越大，启动就越迅速。由此引出电动机另一个重要性能指标启动转矩倍数Kst。它反映电动机启动负载的能力。一
14、般三相异步电动机的Kst在1. 02. 2之间。,上一页,返回,（6-9）,6. 3 三相异步电动机的铭牌和技术数据,铭牌的作用是向使用者简要说明这台设备的一些额定数据和使用方法，因此看懂铭牌， 按照铭牌的规定去使用设备，是正确使用这台设备的先决条件。 如一台三相异步电动机铭牌数据如下:,下一页,返回,6. 3 三相异步电动机的铭牌和技术数据,说明如下: (1)型号。 型号是为了便于各部门业务和简化技术文件对产品名称、规格、形式的叙述等而引用的一种代号，由汉语拼音字母、国际通用符号和阿拉伯数字三部分组成。各类型电机的主要产品代号意义摘录于表6-2。,上一页,下一页,返回,6. 3 三相异步电动
15、机的铭牌和技术数据,(2)额定功率PN 指电动机在额定状况下运行时，转子轴上输出机械功率，单位为kW。 (3)额定电压UN 指电动机在额定运行情况下，三相定子绕组应接的线电压值，单位为V。 (4)额定电流IN 指电动机在额定运行情况下，三相定子绕组的线电流值，单位为A。 三相异步电动机额定功率、电流、电压之间的关系为,上一页,下一页,返回,（6-10）,6. 3 三相异步电动机的铭牌和技术数据,对380 V低压异步电动机，其cosN和N的乘积约为0.8，代入式（6-10）得IN2PN （6-11） 由式可估算额定电流值。 (5)额定转速nN 指额定运行时电动机的转速，单位为r/min。 (6)
16、额定频率fN 我国电网频率为50 Hz，故国内异步电动机频率均为50 Hz。(7)接法 电动机定子三相绕组有Y联接和联接两种，如图6-10所示。Y系列电动机功率在4 kW及以上均接成形联接。绕组的接线标志如表6-3所示。,上一页,下一页,返回,6. 3 三相异步电动机的铭牌和技术数据,(8)温升及绝缘等级 温升是指电机运行时绕组温度允许高出周围环境温度的数值。但允许高出数值的多少由该电机绕组所用绝缘材料的耐热程度决定，绝缘材料的耐热程度称为绝缘等级，不同绝缘材料，其最高允许温升是不同的，中小电动机常用的绝缘材料分为五个等级，如表6-4所示。其中最高允许温升值是按环境温度40计算出来的。 (9)
17、工作方式 为了适应不同的负载需要，按负载持续时间的不同，国家标准把电动机分成了三种工作方式:连续工作制、短时工作制和断续周期工作制。 除上述铭牌数据外，还可由产品日录或电工手册中查得其他一些技术数据。,上一页,返回,6. 4 三相异步电动机的运行方式,6.4.1三相异步电动机的启动 1.直接启动 在电动机三相定子绕组直接加上额定电压的启动叫直接启动，如图6-11所示。此方法启动最简单，投资少，启动时间短，启动可靠，但启动电流大。是否可采用直接启动，取决于电源的容量及启动频繁的程度。 直接启动一般只用于小容量电动机(如10 kW以下电动机)，对较大容量电动机，电源容量又较大，若电动机启动电流倍数
18、KI、容量和电网容量满足下列经验公式:则电动机可直接启动，否则应采用降压启动。,下一页,返回,6. 4 三相异步电动机的运行方式,2.降压启动 降压启动的主要目的是限制启动电流，但问题是在限制启动电流的同时，启动转矩也受到限制，因此它只适用在轻载或空载情况下启动。最常用的降压启动方法有Y-换接启动和自藕补偿器启动。Y-换接启动只适用于正常运行时定子绕组为形联接，且每相绕组都有两个引出端子的三相笼型异步电动机，原理接线如图6-12所示。,上一页,下一页,返回,6. 4 三相异步电动机的运行方式,启动前先将QS2合向“启动”位置，定子绕组接成Y形联接，然后合上电源开关QS1进行启动，此时定子每相绕
19、组所加电压为额定电压的 ，从而实现了降压启动。待转速上升至一定值后，迅速将QS2投向“运行”位置，恢复定子绕组为形联接，使电动机每相绕组在全压下运行。 由第4章三相交流电路知识可推得:Y形联接启动时的启动电流为形联接直接启动时的1/ 3，其启动转矩也为后者的1/3,即,上一页,下一页,返回,（6-12）,6. 4 三相异步电动机的运行方式,对容量较大或正常运行时接成Y形联接而不能采用形联接的笼型电动机常用自藕补偿器启动，其原理接线如图6-13所示。它是利用自藕变压器降压原理启动。启动前先将QS2合向“启动”侧，然后合电源开关QS1，这时自藕变压器的一次绕组加全电压，抽头的二次绕组电压加在电动机
20、定子绕组上，电动机便在低电压下启动。待转速上升至一定值，迅速将QS2切换到“运行”侧，切除自藕变压器，电动机就在全电压下运行。,上一页,下一页,返回,6. 4 三相异步电动机的运行方式,用这种方法启动，电网供给的启动电流是Ist是直接启动时的 (K为自藕变压器的变比)，启动转矩Tst也为直接启动时的 自藕变压器设有三个抽头，QJ2型三个抽头比 分别为:50%,64%,73%; QJ3型为40%,60%,80%,可得到三种不同的电压，以便根据启动转矩的要求而灵活选用。,上一页,下一页,返回,（6-13）,6. 4 三相异步电动机的运行方式,6. 4. 2三相异步电动机的反转 根据三相异步电动机的
21、转动原理可知，三相异步电动机的转动方向是由旋转磁场的方向决定的，而旋转磁场的转向取决于定子绕组中通入三相电流的相序。因此，要改变三相异步电动机的转动方向非常容易，只要将电动机三相供电电源中的任意两相对调，接到电动机定子绕组的电流相序会被改变，旋转磁场的方向也被改变，电动机就实现了反转。,上一页,下一页,返回,6. 4 三相异步电动机的运行方式,6. 4. 3 三相异步电动机的制动 1.能耗制动 这种制动方法是在电动机切断定子三相电源以后，迅速在定子绕组中接通直流电源，如图6-14 (a)所示。直流电产生的磁场是不随时间变化的固定磁场，而电动机的转子却在惯性的作用下继续转动，根据右手定则和左手定
22、则可以确定，这时转子中感应电流与固定磁场相互作用而产生的电磁转矩的方向与电动机转子方向相反，如图6-14 (b)所示，因而起到制动作用。制动转矩的大小同直流电流的大小有关。对笼型异步电动机，可调节直流电流的大小来控制制动转矩的大小，对绕线型异步电动机还可以采用转子串电阻的方法来增大初始制动转矩。,上一页,下一页,返回,6. 4 三相异步电动机的运行方式,2.反接制动 异步电动机反接制动接线如图6-15 (a)所示，制动时将电源开关QS由“运转”位置切换到“制动”位置，把它的任意两相电源接线对调。由于电压相序反了，所以定子旋转磁场方向反了，而转子由于惯性仍继续按原方向旋转，这时转矩方向与电动机的
23、旋转方向相反，如图6-15 (b)所示，成为制动转矩。若制动的目的仅为停车，则在转速接近于零时，可利用某种控制电器将电源自动切除，否则电机将会反转。 反接制动时，由于转子的转速相对于反转旋转磁场的转速较大(n+n0)，因此电流较大。为限制启动电流，较大容量电动机通常在定子电路(笼型)或转子电路(绕线型)串接限流电阻。,上一页,下一页,返回,6. 4 三相异步电动机的运行方式,3.回馈制动 回馈制动发生在电动机转速n大于定子旋转磁场转速n0的时候，如当起重机下放重物时，重物拖动转子，使转速nn0。这时转子绕组切割定子旋转磁场方向与原电动状态相反，则转子绕组的感应电动势和电流方向也随之相反，电磁转
24、矩方向也反向，即由与转向同向变为反向，成为制动转矩(如图6-16所示)，使重物受到制动而匀速下降。实际上这台电动机已转入发电机运行状态，它将重物的势能转变为电能而回馈到电网，故称回馈制动。,上一页,下一页,返回,6. 4 三相异步电动机的运行方式,6. 4. 4三相异步电动机的调速 电动机的调速是在保持电动机电磁转矩(负载转矩)一定的前提下，改变电动机的转动速度，以满足生产过程的需要。从式(6-1)得三相异步电动机的转速为可见三相异步电动机的调速可以从3个方面进行:改变电源频率f1，改变磁极对数p以及改变转差率s。,上一页,下一页,返回,（6-14）,6. 4 三相异步电动机的运行方式,1.变
25、极调速 若电源频率f1一定，改变电动机的定子绕组的磁极对数p，可以达到调速的目的，但因为磁极对数只能按1,2、3、的规律变化，所以用这种方法调速，不能连续平滑地调节电动机的转速。 定子绕组的变极是通过改变定子绕组线圈端部的联接方式来实现的，它只适用于笼型异步电动机。所谓改变定子绕组线圈端部的联接方式，实质就是把每相绕组中的半相绕组改变电流方向(半相绕组反相)来实现变极的，如图6-17所示。,上一页,下一页,返回,6. 4 三相异步电动机的运行方式,2.变频调速 变频调速是目前生产过程中使用最广泛的一种调速方式。如图6-18所示为鼠笼式三相异步电动机变频调速的原理图。变频调速主要是通过晶闸管整流
26、器和晶闸管逆变器组成的变频器，把频率为50Hz的三相交流电源变换成频率和电压均可调节的三相交流电源，然后供给三相异步电动机，从而使电动机的速度得到调节。,上一页,下一页,返回,6. 4 三相异步电动机的运行方式,3.变转差率调速 这种方法只适用于绕线式异步电动机，通过改变转子绕组中串接调速电阻的大小来调整转差率，从而实现平滑调速，又称为变阻调速。从图6-9 (b)所示的转子电阻R与转子转速的关系曲线可以看出，当在转子绕组中串入附加电阻后，电动机的机械特性发生了变化，在负载转矩一定的情况下，改变转子电阻的阻值大小，电动机的转速也随之发生变化，从而达到调速的目的。,上一页,返回,6. 5 异步电动
27、机的选择,1.电源的选择 在三相异步电动机中，中小功率电动机大多数采用三相380V电压，也有使用三相220 V电压的。在电源频率方血，我国自行生产的电动机采用50 Hz的频率，而世界上有些国家采用60 Hz的交流电源。虽然频率不同不至于烧毁电动机，但其工作性能大不一样，因此，选择电动机时应根据电源的情况和电动机的铭牌正确选用。,下一页,返回,6. 5 异步电动机的选择,2.防护形式的选择 (1)开启式 外壳有通风孔，借助和转轴连成一体的通风风扇使周围的空气与电动机内部的空气流通。这种形式的电动机冷却效果好，适用于干燥无尘的场所。 (2)防护式 机壳内部的转动部分及带电部分有必要的机械保护，以防
28、止意外的接触。若电动机通风口用带网孔的遮盖物盖起来，称为网罩式;通风口可防止垂直下落的液体和固体直接进入电动机内部的称为防漏式;通风口可防止与垂直方向成100范围内任何方向的液体或固体进入电动机内部的称为防溅式。,上一页,下一页,返回,6. 5 异步电动机的选择,(3)封闭式 机壳严密密封，靠自身或外部风扇冷却，外壳带有散热片，适用于潮湿、多尘或含酸性气体场合。 (4)防爆式 电动机外壳能阻止电动机内部的气体爆炸传递到电动机外部，从而引起外部燃烧气体的爆炸。 此外，还得考虑电动机是否应用于特殊环境，如高原、户外、湿热等。,上一页,下一页,返回,6. 5 异步电动机的选择,3.功率的选择 选用电
29、动机的功率要满足所带负载的要求。一般电动机的额定功率要比负载功率大一些，以留有一定余量，但也不宜大太多，否则既浪费设备容量，又降低电动机的功率因数和效率。 4.转速的选择 应该根据生产机械的要求来选择电动机的额定转速，转速不宜选择过低(一般不低于500 r/min ) ,否则会提高设备成本。如果电动机转速和机械转速不一样，可以用皮带轮或齿轮等变速装置变速。,上一页,返回,6. 6 单相异步电动机,6.6.1单相异步电动机的结构及基本工作原理 单相异步电动机的总体结构和三相异步电动机的相似，由机壳、定子、转子和其他附件组成。电动机有两个定子绕组，即主绕组(运行绕组)和副绕组(启动绕组)，转子为笼
30、型，与三相笼型异步电动机的结构相似。 三相异步电动机接通电源后会产生旋转磁场，转子以低于磁场的转速跟随磁场旋转。而单相异步电动机的定子绕组通以单向交流电路，如图6-19(b)所示，电动机内产生一个大小和方向随时间沿定子绕组轴线方向变化的磁场，称为脉动磁场，如图6-19所示。,下一页,返回,6. 6 单相异步电动机,这个磁场的磁通总是随电流的大小和方向而变化，并且沿着轴线方向垂直地上下变化。根据右手定则可知，当定子中电流的方向如图6-19(a)所示时，磁通的方向垂直向下;当电流的方向与图6-19 (a)所示方向相反时，磁通的方向垂直向上。这个磁场的轴线在空间固定不变，不旋转。可以证明，脉动磁场可
31、分解为两个大小相等，转速相同但转向相反的旋转磁场所合成的磁场。当转子静止时，两个旋转磁场作用在转子上所产生的合力矩为零，所以转子静止不动，单相异步电动机不能自行启动。,上一页,下一页,返回,6. 6 单相异步电动机,实验证明，如果用外力使转子沿顺时针方向转动一下，使转子与两个旋转磁场间的相对速度发生变化，结果顺时针方向力矩大于逆时针方向力矩，电动机将继续沿顺时针方向运动下去，反之，电动机沿逆时针方向转动。 通过上述分析可知，单相异步电动机转动的关键是产生一个启动力矩，各种不同类型的单相异步电动机产生启动转矩的方法也不同。,上一页,下一页,返回,6. 6 单相异步电动机,6.6.2 单相异步电动
32、机的启动方法 1.分相法 如图6-20 (a)所示是电容分相式异步电动机的原理图，定子有两个绕组，一个是工作绕组(又叫主绕组)，另一个是启动绕组(又叫副绕组)，两个绕组在空间互成90。启动绕组与电容C串联，使启动绕组电流i2和工作电流i1产生90 的相位差，即电流波形如图6-20 (b)所示，即,上一页,下一页,返回,6. 6 单相异步电动机,如图6-21所示分别为t=0, 45, 90时合成磁场的方向。由图可见，该磁场随着时间的增加顺时针方向旋转，这样一来，单相异步电动机就可以在该旋转磁场的作用下启动了。需要注意的是，如果电容分相式异步电动机启动绕组连续通电，有可能因过热而烧毁启动绕组，因此
33、，启动完后，必须把启动绕组和电容器通过离心开关从电源上脱开，只有工作绕组通电，电动机在脉动磁场的作用下继续运转。 若省去离心开关，且启动绕组也和工作绕组一样按长时间运行方式设计，便成为电容运行式单相异步电动机，其运行性能、过载能力、功率因素等均比电容分相式电动机好。 除电容分相外，也可用电阻分相，这种电动机称做电阻分相式电动机。,上一页,下一页,返回,6. 6 单相异步电动机,2.罩极法 罩极法是在单相异步电动机的定子磁极极面上约1/3处套装一个铜环(又称短路环)。套有短路环的磁极部分称为罩极，如图6-22所示。 当定子绕组通人电流产生脉动磁场后，有一部分磁通穿过铜环，使铜环内产生感应电动势和
34、感应电流。根据楞次定律，铜环中感应电流所产生的磁场阻止铜环部分磁通的变化，使得没套铜环部分磁极中的磁通与套有铜环部分磁极中的磁通产生相位差，罩极外的磁通超前罩极内的磁通一个相位角。随着定子绕组中电流变化率的改变，单相异步电动机定子磁场的方向也不断发生变化，相当于在电动机内形成一个旋转磁场。在这个旋转磁场的作用下，电动机的转子就能够启动了。,上一页,下一页,返回,6. 6 单相异步电动机,罩极式单相异步电动机磁场的旋转方向是由铜环在罩极上的位置决定的，电动机生产出厂以后，其转动方向是固定的，不能随意改变。 罩极式电动机结构简单，制造容易，价格便宜。其主要缺点是启动转矩较小，且铜环在电动机工作时不
35、断开，因而产生能量损耗，工作效率较低。罩极式电动机主要应用于小台扇、电吹风、录音机等小功率负载的场合。,上一页,返回,图6-1 三相笼型异步电动机的结构,返回,图6-2 定子铁芯冲片,返回,图6-3 转子铁芯冲片,返回,图6-4 笼型转子,返回,图6-5 绕线型异步电动机接线,返回,表6-1 n0与p的关系,返回,图6-6 三相异步电动机的转动原理,返回,图6-7 三相异步电动机的Tem-s曲线,返回,图6-8 三相异步电动机的机械特性,返回,图6-9 对应于不同U1和R2的机械特性曲线,返回,表6-2 异步电动机产品代号意义,返回,图6-10 三相异步电动机的接线,返回,表6-3 Y系列三相异步电动机接线端标志,返回,表6-4 绝缘材料温升限值,返回,图6-11 直线启动线路,返回,图6-12 Y-换接启动接线图,返回,图6-13 自藕补偿器启动,返回,图6-14 能耗制动,返回,图6-15 电动机反接制动,返回,图6-16 三相异步电动机回馈制动原理图,返回,图6-17 改变极对数的方法,返回,图6-18 变频调速原理图,返回,图6-19 单相异步电动机的脉动磁场,返回,图6-20 电容分相异步电动机及其电流波形,返回,图6-21 两相旋转磁场,返回,图6-22 罩极式单相异步电动机,返回,
