3.4单相异步电动机的应用（课件）-《电机与电气控制技术》同步教学（哈尔滨工程大学出版社）

项目三 交流电机的应用 1 目 录 CONTENTS 任务一 认识三相异步电动机 任务二 三相异步电动机的运行 任务三 三相异步电动机的使用、维护与检修 任务四 单相异步电动机的应用 2 任务四 单相异步电动机的应用 3 任务分析 单相异步电动机是指用单相交流电源供电的异步电动机。单相异步电动机具有结构简单、成本低廉、噪声小、使用方便、运行可靠等优点,因此广泛用于工业、农业、医疗和家用电器等方面,常见于电风扇、洗衣机、电冰箱、空调等家用电器中。但是单相异步电动机与同容量的三相异步电动机相比较,体积较大,运行性能较差。因此,单相异步电动机一般只制成小容量的电动机,功率从几瓦到几千瓦。 任务四 直流电动机的使用、维护与检修 4 任务目标 了解单相异步电动机的特点和用途; 熟悉单相异步电动机的工作原理和机械特性; 了解单相异步电动机的类型、起动方法和应用场合; 学会单相异步电动机的接线和操作使用。 任务四 直流电动机的使用、维护与检修 5 知识链接 单相异步电动机不能自行起动,如果在定子上安放具有空间相位相差90°的两套绕组, 然后通入相位相差90°的正弦交流电,那么就能产生一个像三相异步电动机那样的旋转磁场,实现自行起动。常用的单相异步电动机有分相式和罩极式两种。 任务四 直流电动机的使用、维护与检修 6 一、单相分相式异步电动机 任务四 直流电动机的使用、维护与检修 7 1.单相分相式异步电动机的起动要求 2.单相分相式异步电动机的分类 1.单相分相式异步电动机的起动要求 单相分相式异步电动机结构的特点是定子上有两套绕组,一相为主绕组(工作绕组),另一相为副绕组(辅助绕组),它们的参数基本相同,在空间相位相差90°电角度。如果通入两相对称相位相差90°的电流,即iU=Imsinωt,iV=Imsin(ωt+90°),就能实现单相异步电动机的起动,如图3-36所示。图中反映了两相对称电流波形和合成磁场的形成过程。由图3-36可以看出,当ωt经过360°后,合成磁场在空间也转过360°,即合成旋转磁场旋转一周。其磁场旋转速度为n1=60f1/p,此速度与三相异步电动机旋转磁场速度相同,其机械特性如图3-37所示。 任务四 直流电动机的使用、维护与检修 8 从上述分析中可看出,单相分相式异步电动机起动的必要条件如下: (1)定子具有空间不同相位的两套绕组。 (2)两套绕组中通入不同相位的交流电流。 任务四 直流电动机的使用、维护与检修 9 2.单相分相式异步电动机的分类 根据上面的起动要求,单相分相式异步电动机按起动方法分为以下几类。 任务四 直流电动机的使用、维护与检修 10 1)单相电阻分相起动异步电动机 2)单相电容分相起动异步电动机 1)单相电阻分相起动异步电动机 单相电阻分相起动异步电动机的定子上嵌放两个绕组,如图3-38所示。两个绕组接在同一单相电源上,副绕组(辅助绕组)中串联一个离心开关(起动开关)。开关的作用是当转速上升到同步转速的80%时,断开副绕组,使电动机运行在只有主绕组工作的情况下。为了使起动时产生起动转矩,通常可采取下面两种方法: (1)副绕组中串入适当电阻。 (2)副绕组采用的导线比主绕组截面细,匝数比主绕组少。 这样两相绕组阻抗就不同,促使通入两相绕组的电流相位不同,达到起动的目的。 任务四 直流电动机的使用、维护与检修 11 由于电阻分相起动时,电流的相位移较小,小于90°电角度,起动时,电动机的气隙中建立椭圆形旋转磁场,因此电阻分相起动异步电动机的起动转矩较小。单相电阻分相起动异步电动机的转向由气隙旋转磁场方向决定,若要改变电动机转向,只要把主绕组或副绕组中任何一个绕组电源接线对调,就能改变气隙磁场,达到改变转向的目的。 任务四 直流电动机的使用、维护与检修 12 2)单相电容分相起动异步电动机 单相电容分相起动异步电动机如图3-39所示。从图中可以看出,当副绕组中串联一个电容器和一个起动开关时,如果电容器容量选择适当,则可以在起动时通过副绕组的电流在时间和相位上超前主绕组电流90°电角度,这样在起动时就可以得到一个接近圆形的旋转磁场,从而有较大的起动转矩。电动机起动后转速达到同步转速的75%~85%时,副绕组通过开关自动断开,主绕组进入单独稳定运行状态。 任务四 直流电动机的使用、维护与检修 13 3)单相电容运转异步电动机 若单相异步电动机副绕组不仅在起动时起作用,而且在电动机运转中也长期工作,则这种电动机称为单相电容运转异步电动机,如图3-40所示。 任务四 直流电动机的使用、维护与检修 14 单相电容运转异步电动机实际上是一台两相异步电动机,其定子绕组产生的气隙磁场较接近圆形旋转磁场。因此,其运行性能较好,功率因数、过载能力比普