第三章异步电动机1

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1、日照海事专修学院日照海事专修学院 交流异步电动机交流异步电动机制片人制片人王凯王凯交流异步电动机的特点交流异步电动机的特点：n优点：结构简单，运行可靠，故障率低，优点：结构简单，运行可靠，故障率低，价格低廉，维护保养方便，应用广泛价格低廉，维护保养方便，应用广泛n缺点：缺点：1、存在存在无功功率无功功率，轻载时功率因，轻载时功率因数低，使发电机的容量得不到充分发挥。数低，使发电机的容量得不到充分发挥。 2、起动电流大，调速性不好起动电流大，调速性不好（可以可以采取相应方法克服）采取相应方法克服）一一. 三相异步电动机的结构三相异步电动机的结构l基本结构：基本结构： 1、定子、定子 2、转子、转

2、子 3、气隙、气隙 4、铭牌、铭牌电电机机解解剖剖图图主要由主要由铁心铁心和和绕组绕组组成，另外还有接线盒、机座等组成，另外还有接线盒、机座等 铁心铁心：是由一片片的：是由一片片的0.5mm0.5mm厚的硅钢片加工成一定的形状厚的硅钢片加工成一定的形状，然后叠压成为铁心的。，然后叠压成为铁心的。 1、定子、定子 铁心的组成铁心的组成铁心由硅纲片叠成铁心由硅纲片叠成铁心中的槽与线圈导体铁心中的槽与线圈导体铁心剖面图铁心剖面图 铁心铁心绕组：绕组：有三相，称为三相对称交流绕组。有三相，称为三相对称交流绕组。绕组按照一定的尺寸绕制成形，并按照绕组按照一定的尺寸绕制成形，并按照一定的规律嵌放在铁心槽中

3、。一定的规律嵌放在铁心槽中。绕法：星绕法：星-三角（？）三角（？） 绕组的组成绕组的组成绕组展开图绕组展开图铁心与展开线铁心与展开线绕组绕组 接线盒接线盒接线盒接线盒Y形连接形连接 形连接形连接 防护结构：防护结构： 主要指机壳的结构形式，有开启式、防护式（防主要指机壳的结构形式，有开启式、防护式（防溅、滴）和封闭式三大类：船用电机主要是封闭式。溅、滴）和封闭式三大类：船用电机主要是封闭式。机座机座 主要包括机壳，底座，主要包括机壳，底座，吊耳，端盖，护罩等，起吊耳，端盖，护罩等，起固定支撑和防护之作用。固定支撑和防护之作用。 2、 转子转子主要由主要由铁心铁心和和绕组绕组组成，其他还有扇叶，

4、轴组成，其他还有扇叶，轴承等承等根据绕组方式的不同，转子又分为鼠笼式和绕线根据绕组方式的不同，转子又分为鼠笼式和绕线式式 绕线式绕线式鼠笼式鼠笼式n是由一片片的硅钢片加工成一定的形状，是由一片片的硅钢片加工成一定的形状，然后叠压成为铁心，外表面有用来安装然后叠压成为铁心，外表面有用来安装绕组的斜槽，内表面有轴孔，并套在轴绕组的斜槽，内表面有轴孔，并套在轴上。上。转子铁心的组成转子铁心的组成铁心铁心 鼠笼式转子鼠笼式转子 鼠笼绕组是特殊形式的鼠笼绕组是特殊形式的多相绕组，每根多相绕组，每根导条为一相导条为一相，两个端部都有短路环。两个端部都有短路环。 有导条式和铸铝式两种。有导条式和铸铝式两种。

5、鼠笼绕组鼠笼绕组转子展开转子展开鼠笼鼠笼绕组展开图绕组展开图 绕线式转子模型绕线式转子模型 转子绕组与定子相转子绕组与定子相似，通常三相绕组接成似，通常三相绕组接成Y形，有三个输出端。形，有三个输出端。 绕线式转子绕线式转子转子三相绕组展开图转子三相绕组展开图转转子子展展开开扇叶：用来强制自冷扇叶：用来强制自冷自然冷、自扇冷、他扇冷等方式。自然冷、自扇冷、他扇冷等方式。 n轴承：一般用滚动轴承，保持良好的润滑扇叶及轴承扇叶及轴承 冷却方式：冷却方式：3、气隙 转子与定子间的空气间隙称为气隙，是转子与定子间的空气间隙称为气隙，是磁路磁路的组成部分。的组成部分。 异步电机的气隙很小，一般为异步电机

6、的气隙很小，一般为0.22.0mm。气隙的大小直接关系到电动机性。气隙的大小直接关系到电动机性能。能。 一般来说气隙一般来说气隙越小越好越小越好，它可以，它可以减小磁减小磁阻阻，减小励磁电流，提高电动机效率和功率，减小励磁电流，提高电动机效率和功率因数。因数。 但是但是过小过小的气隙不仅造成撞。加工装配的的气隙不仅造成撞。加工装配的困难，而且运转时容易发生定子转子间的摩困难，而且运转时容易发生定子转子间的摩擦和碰擦和碰铭牌铭牌1.额定功率额定功率Pn ：轴上输出机械功率，单位轴上输出机械功率，单位kW；2.额定电压额定电压Un、电流、电流In：定子绕组的：定子绕组的线线电压、电压、线线电流电流

7、,单位单位V和和A；3.额定转速：额定转速：额定状态的电动机转子转额定状态的电动机转子转速，单位：速，单位： 转转/分，（分，（r/min）；）；4.额定功率因数：额定负载时定子边上的功额定功率因数：额定负载时定子边上的功率因数，一般在率因数，一般在0.8-0.9之间之间 4、 铭牌铭牌n5.绝缘等级和温升：一般分为绝缘等级和温升：一般分为Y A E B F H C七级，耐热和绝缘性递增。七级，耐热和绝缘性递增。例如，例如，B级耐热极限为级耐热极限为130 C（详见（详见P184）n6.工作方式：工作方式：连续运行、短时运行、连续运行、短时运行、重复短时运行重复短时运行(断续断续)；n7.接法

8、：指定子三相绕组的连接方法。接法：指定子三相绕组的连接方法。有有（Y）星形、）星形、 （）三角形，或者）三角形，或者“ 380v/220v Y / ”铭牌铭牌二二. 异步电动机的工作原理异步电动机的工作原理1、转动原理、转动原理2、旋转磁场、旋转磁场3、转差率、转差率4、等效电路、等效电路5、运行特性、运行特性n试分析上图闭合的导线框能否随着磁场转动？ 三相对称绕组通入三相对称交三相对称绕组通入三相对称交流电，流电，产生圆形旋转磁场产生圆形旋转磁场，切割，切割转子绕组，使之感应电势并感生转子绕组，使之感应电势并感生电流，电流与旋转磁场相互作用，电流，电流与旋转磁场相互作用，产生电磁转矩，使转子

9、转动。产生电磁转矩，使转子转动。 转子转速转子转速n 小于磁场转速小于磁场转速n0 ，所以所以“异步异步”。 n旋转磁场的产生条件：1、至少有两个定子绕组这些绕组要有空间相位差2、通入这些绕组的电流要有时间的相位差 思考：定子三相绕组是否能满足产生旋转磁场的条件？ 一对磁极：ABC三相绕组每相只有一个绕组n定子绕组的空间与时间特点定子绕组的空间与时间特点一对磁极式的定子模型一对磁极式的定子模型n定子三相绕组如何产生旋转的磁场？定子三相绕组如何产生旋转的磁场？当当 t=0时，所产生的合成磁场方向（根据时，所产生的合成磁场方向（根据ABC三绕组的电流方向）三绕组的电流方向）输入：三相对称交流绕组通

10、入三相对称交流电。输入：三相对称交流绕组通入三相对称交流电。结论：结论：三相对称交流绕组通入三相对称交流绕组通入三相对称交流电，在气隙将产三相对称交流电，在气隙将产生生圆形圆形旋转磁场，旋转磁场，转向从超前转向从超前相转至滞后相相转至滞后相(AB C A)，转速，转速n 0= 60 f / p，n 0 叫叫同同步转速步转速。完完成成输入：三相对称交流绕组通入三相对称交流电。输入：三相对称交流绕组通入三相对称交流电。结论：结论：三相对称交流绕组通入三相对称交流绕组通入三相对称交流电，在气隙将产三相对称交流电，在气隙将产生生圆形圆形旋转磁场，旋转磁场，转向从超前转向从超前相转至滞后相相转至滞后相(

11、AB C A)，转速，转速n 0= 60 f / p，n 0 叫叫同同步转速步转速。返返回回n转子的转向取决于定子磁场的旋转方向转子的转向取决于定子磁场的旋转方向n定子磁场的旋转方向取决于三相相序定子磁场的旋转方向取决于三相相序n改变改变ABC三相相序三相相序就可以改变转子转向就可以改变转子转向n如何改变如何改变ABC相序相序?反转条件反转条件旋转磁场转速旋转磁场转速一对极式一对极式n电流变化一个周期，合成磁场旋转一周，故定子磁场转速与三相电源频率f相同。n磁场每秒钟旋转 f次，每分钟的旋转次数n0=60f(转转/分，r/min)n电流变化一个周一个周期期，合成磁场旋转1/2周，故定子磁场转速

12、与三相电源频率一半，即f/2相同。n磁场每秒钟旋转f次，每分钟的旋转次数n0=60f/2(转转/分，r/min)旋转磁场转速旋转磁场转速两对极式两对极式n如果定子是三对磁极，则其转速 n0 =60f/3以此类推，假定定子磁极对数为以此类推，假定定子磁极对数为p，电源频，电源频率为率为f，那么磁场转速，那么磁场转速n0的公式：的公式： N0=60f/p (r/min)N0又称为又称为同步转速同步转速旋转磁场转速旋转磁场转速常用同步转速表转差率转差率S（表明实际转子转速与同步转速的差（表明实际转子转速与同步转速的差别程度）别程度）定义式：定义式： s = (n0 - n) / n0 转差率对分析电

13、动机性能有非常重要的意义转差率对分析电动机性能有非常重要的意义异步电动机工作在异步电动机工作在电动状态时电动状态时，1s0 ( nn0)。否则就不是否则就不是电动状态。电动状态。比如当比如当S=0S=0时，时，n=nn=n0,0,此时电机变成同步，没有相对切割。此时电机变成同步，没有相对切割。n额定负载时的转差率额定负载时的转差率sn ： sn = (n0 - nn) / n 普通异步电动机额定普通异步电动机额定负载时的负载时的转差率很转差率很小小，一般不超过，一般不超过0.1，即：，即：sn=0.010.09。只有特殊用途的异步电动机只有特殊用途的异步电动机（如，起重等（如，起重等用的电动机

14、）用的电动机）sn才比较大才比较大。n空载时的转差率空载时的转差率sn接近于接近于0，因为空载转，因为空载转速速N接近于接近于N0n堵转和刚起动瞬间，实际转速堵转和刚起动瞬间，实际转速N为零，故为零，故s = (n0 - n) / n0 = (n0 - 0) / n0 =1n如何利用铭牌数据计算额定转差率如何利用铭牌数据计算额定转差率s（及（及磁极对数磁极对数p）?n根据根据 “普通异步电动机额定普通异步电动机额定负载时的负载时的转转差率很小差率很小，一般不超过，一般不超过0.1”，即，即N0与与NN数值上很接近。数值上很接近。例如：例如：NN=1460 r/min,可推测出可推测出 N0=1

15、500 r/minn由由s = (n0 - n) / n0,可以计算出SN =(1500-1460)/1500=0.027n由N0=60f/p，可已得到磁极对数，可已得到磁极对数p=2n定子从电网中吸收电能，定子从电网中吸收电能，通过磁场的电磁感应作通过磁场的电磁感应作用将电能传到转子，转用将电能传到转子，转换并输出。换并输出。n定转子之间能量转换与定转子之间能量转换与传输没有直接电之间的传输没有直接电之间的联系，而是通过磁场。联系，而是通过磁场。这一点与变压器原副边这一点与变压器原副边原理很相似。原理很相似。n实际上，异步电机的电实际上，异步电机的电路可以等效为右图。路可以等效为右图。n与变

16、压器不同的是与变压器不同的是定子电路与转子电定子电路与转子电路的频率不同。路的频率不同。n定子电路频率定子电路频率f1为电为电源频率，而转子频源频率，而转子频率率f2与定转子相对速与定转子相对速度度N0-N和磁极对数和磁极对数P有关有关nf2=sf1n机械特性n电磁转矩n损耗和效率 机械特性是指转矩机械特性是指转矩T 和转速和转速 n 之间的关系，之间的关系，异步电动机的机械异步电动机的机械特性用特性用Ts关系曲线关系曲线表示。表示。也就也就是说：是说：异步电动机的机械特性也异步电动机的机械特性也是是T和和s之间的关系。之间的关系。 机械特性上的关键点主要有：机械特性上的关键点主要有：起起动点

17、动点、临界点临界点、额定工作点额定工作点和和理理想空载转速点想空载转速点。 4点。点。 机械特性机械特性n硬机械特性硬机械特性（从空载道额定负载其转速下降很小，即额定转差率很小），适合拖动恒速运行的机械。 机械特性机械特性转矩等于功率除角速度：转矩等于功率除角速度：T=P/=P9550/N电磁转矩物理表达式：电磁转矩物理表达式： T=KT I2 cos2KT为转矩系数为转矩系数I2为转子电流，由转子电动势为转子电流，由转子电动势E2决定决定为磁路中磁通，由定子电压为磁路中磁通，由定子电压U产生产生Cos2是功率因数，额定范围内变化不大是功率因数，额定范围内变化不大？试分析电磁转矩？试分析电磁转

18、矩T与定子电压与定子电压U和转差率和转差率S的关系的关系 电磁转矩电磁转矩n转矩转矩T正比于定子电压正比于定子电压U的平方的平方n转矩转矩T正比于转差率正比于转差率S 电动机的运行对定子电压电动机的运行对定子电压U的波动非常敏感的波动非常敏感U过高过高使使定子电流定子电流I1过大，导致定子绕组过过大，导致定子绕组过热损坏热损坏U过低过低转矩减小，转速下降甚至发生堵转，转矩减小，转速下降甚至发生堵转，使转子使转子电流电流I2过大过大，可能损坏转子，可能损坏转子 电磁转矩电磁转矩损耗主要包括三种：损耗主要包括三种：1 1、机械损耗、机械损耗2 2、铁损、铁损3 3、铜损、铜损效率效率=P=P2 2

19、/P/P1 1三相异步电动机的效率三相异步电动机的效率一般在一般在0.72-0.930.72-0.93之间。之间。 损耗与效率损耗与效率三、起动、调速和制动三、起动、调速和制动n1、起动性能和方起动性能和方法法n2、调速概念和方、调速概念和方法法n3、制动方法、制动方法 对电动机的对电动机的起动要求起动要求： 生产设备对电动机起动的要求主要有生产设备对电动机起动的要求主要有3点：点： 1、起动电流小起动电流小 ； 2、起动转矩大；起动转矩大； 3、起动时间短。起动时间短。 异步电动机本身起动性能异步电动机本身起动性能 ：1. 起动电流大起动电流大 ：是额定电流的：是额定电流的 57 倍；倍；

20、2. 起动转矩不大起动转矩不大：仅为额定转矩的：仅为额定转矩的 1. 0 2.2 倍。倍。 起动电流大起动电流大容易造成对电网的冲击，影响其它设备的正常运行；容易造成对电网的冲击，影响其它设备的正常运行；起动转矩不大起动转矩不大起动时不仅使起动时间增加，生产效率降低，而起动时不仅使起动时间增加，生产效率降低，而且可能克服不了电动机的阻转矩（至少应为额定转矩且可能克服不了电动机的阻转矩（至少应为额定转矩 的的1.1倍才能倍才能顺利起动）顺利起动） 。结论：结论：异步电动机起动性能有时不能满足生产设备要求。异步电动机起动性能有时不能满足生产设备要求。故异步机常用的起动方法有故异步机常用的起动方法有

21、：(1)全压全压(直接直接)起动；起动；(2)降压起动。降压起动。(3)转子电路串电阻起动（绕线式异步电机特有方式）转子电路串电阻起动（绕线式异步电机特有方式）n为了提高异步机的起动转矩，在电源容量为了提高异步机的起动转矩，在电源容量允许时鼠笼式通常采用全压起动。允许时鼠笼式通常采用全压起动。n绕线式则不允许全压起动绕线式则不允许全压起动转子为线绕转子为线绕式，抗击起动电流的冲击能力小式，抗击起动电流的冲击能力小。(1) 全压（直接）起动全压（直接）起动n降压起动：是在起动时降低异步电动机电源电压，降压起动：是在起动时降低异步电动机电源电压，等到电动机转速升高到一定值（或接近额定转速，等到电动

22、机转速升高到一定值（或接近额定转速，此时电动机起动电流已大大减小）后，再将电源电此时电动机起动电流已大大减小）后，再将电源电压增加到额定电压压增加到额定电压。异步电动机异步电动机降压起动降压起动方法主要有三种方法主要有三种：1.定子绕组串电阻或电抗器定子绕组串电阻或电抗器降压起动；降压起动；2.Y- 降压起动；降压起动；3.自耦变压器自耦变压器降压起动。降压起动。(2) 降压起动降压起动串电阻或电抗降压起动串电阻或电抗降压起动方法：方法：起动时将起动电阻或起动时将起动电阻或电抗串接在定子电路中，起电抗串接在定子电路中，起动结束后将起动电阻或电抗动结束后将起动电阻或电抗切除。切除。串电阻串电阻：

23、起动时功率因数较起动时功率因数较大，但耗能也较大；大，但耗能也较大；串电抗串电抗：不耗能，但起动时不耗能，但起动时功率因数低。功率因数低。 起动电流起动电流和转矩都降低。和转矩都降低。Y-Y-降压起动降压起动 方法：方法：起动时将定子绕组起动时将定子绕组接成接成Y形，转速升高后再接成形，转速升高后再接成形。起动电流和转矩都降低形。起动电流和转矩都降低为为形时的形时的1/3。 适用场合：适用场合：1.正常工作时正常工作时定子为定子为形连接鼠笼式异步电形连接鼠笼式异步电动机动机 ；2.空载或轻载起动。空载或轻载起动。Y / 连接连接起动线路起动线路自耦变压器降压起动自耦变压器降压起动 方法：方法：

24、起动时将定子绕组起动时将定子绕组通过自耦变压器降压，转速通过自耦变压器降压，转速升高后再直接接电源。升高后再直接接电源。 特点：特点：起动起动电流电流和和转矩转矩都都降低降低为全压起动时的为全压起动时的1/k2。可选用不同变比适合不同场可选用不同变比适合不同场合。合。 适用：适用：轻载起动。轻载起动。 绕线式异步电动机特有的起绕线式异步电动机特有的起动方法动方法转子回路串电转子回路串电阻阻起动起动特点：起动转矩特点：起动转矩Tst不变不变(实际上有所提高实际上有所提高)适用：适用：带额定负载起动，带额定负载起动，比如起货机、锚机等。比如起货机、锚机等。 (3)转子串电阻起动（转子串电阻起动（绕

25、线式特有绕线式特有）绕线式异步电动机的起动绕线式异步电动机的起动方法：方法：转子绕组通过滑环和电刷引出电机，并与三相转子绕组通过滑环和电刷引出电机，并与三相变阻器连接。起动时，变阻器的电阻最大，接通电源变阻器连接。起动时，变阻器的电阻最大，接通电源后逐渐减小三相变阻器电阻直至三相变阻器电阻为零，后逐渐减小三相变阻器电阻直至三相变阻器电阻为零，起动结束。起动结束。开始开始起动起动 绕线式异步电动机的起动绕线式异步电动机的起动方法：方法：转子绕组通过滑环和电刷引出电机，并与三相转子绕组通过滑环和电刷引出电机，并与三相变阻器连接。起动时，变阻器的电阻最大，接通电源变阻器连接。起动时，变阻器的电阻最大

26、，接通电源后逐渐减小三相变阻器电阻直至三相变阻器电阻为零，后逐渐减小三相变阻器电阻直至三相变阻器电阻为零，起动结束。起动结束。起动起动完成完成 绕线式异步电动机的起动绕线式异步电动机的起动方法：方法：转子绕组通过滑环和电刷引出电机，并与三相转子绕组通过滑环和电刷引出电机，并与三相变阻器连接。起动时，变阻器的电阻最大，接通电源变阻器连接。起动时，变阻器的电阻最大，接通电源后逐渐减小三相变阻器电阻直至三相变阻器电阻为零，后逐渐减小三相变阻器电阻直至三相变阻器电阻为零，起动结束。起动结束。返回返回主要有高转差率、深槽式、双鼠笼式异步电机等主要有高转差率、深槽式、双鼠笼式异步电机等高转差率异步机高转差

27、率异步机转子电阻大转子电阻大，额定运行时转子的，额定运行时转子的铜损增加铜损增加，效率降低效率降低。 适用于适用于起重机械起重机械。由于转子电阻增大，起动转矩增大。因此，如果鼠笼式异由于转子电阻增大，起动转矩增大。因此，如果鼠笼式异步电动机的鼠笼导体采用电阻率高的材料制造，将可以增步电动机的鼠笼导体采用电阻率高的材料制造，将可以增大起动转矩。由绕线式异步机机械特性可知，转子电阻增大起动转矩。由绕线式异步机机械特性可知，转子电阻增大，额定运行时的转差率增大，因此这种电机称为高转差大，额定运行时的转差率增大，因此这种电机称为高转差率异步电动机率异步电动机。 了解：高起动转矩异步电动机了解：高起动转

28、矩异步电动机调速调速在在T负载不变的条件下改变电动机的转负载不变的条件下改变电动机的转速。速。s=n0-n/n0 N0=60f/p得得 N=（1-s）60f/p三相异步电动机有三种基本调速方法：三相异步电动机有三种基本调速方法：（1）变级调速）变级调速（2）变频调速）变频调速（3）转子串电阻调速（绕线式特有）实际改变）转子串电阻调速（绕线式特有）实际改变的是的是Sn制动：是是T电与转向相反电与转向相反n分类：分类：1.反接制动：改变定子电压的相序即可，反接制动：改变定子电压的相序即可，但是必须但是必须在在N=0时停止，否则反转时停止，否则反转 -N0与与N相反相反 S1n 2.反馈制动：反馈制

29、动：NN0 SI1N。若无过载保护，就会。若无过载保护，就会烧毁电机烧毁电机的绕组。的绕组。 关于磁场的分析关于磁场的分析 三相对称交流绕组通入三相对称交流电，在气隙三相对称交流绕组通入三相对称交流电，在气隙中将产生圆形旋转磁场。中将产生圆形旋转磁场。旋转磁场转向旋转磁场转向为从超前相到为从超前相到滞后相滞后相，转速转速n0= 60f1/p(转转/分分)，或：，或：f1/p(转转/秒秒)。 只有只有三相对称三相对称才能产生才能产生圆形旋转圆形旋转磁场。若三相磁场。若三相不不对称对称，则产生，则产生椭圆形旋转椭圆形旋转磁场。若是磁场。若是单相电流单相电流，产生，产生的是的是脉振磁场脉振磁场。 脉

30、振磁场的分析：可以采用脉振磁场的分析：可以采用“双旋转理论双旋转理论”，分，分解为正、反两个旋转磁场。脉振磁场就是这两个旋转解为正、反两个旋转磁场。脉振磁场就是这两个旋转磁场共同作用的结果。磁场共同作用的结果。 双旋转理论双旋转理论 根据第二节的分析，单相根据第二节的分析，单相脉振磁势脉振磁势可以利用三角可以利用三角函数的公式分解为：函数的公式分解为： fA=0.5Fsin(t-x/)sin(t+x/)其中，其中，0.5Fsin(t-x/)和和0.5Fsin(t+x/)分别分别为正、反两个旋转磁场，其幅值一样、转速相同、转为正、反两个旋转磁场，其幅值一样、转速相同、转向相反。这就是向相反。这就

31、是双旋转理论双旋转理论。 脉振磁场与正反向旋转磁场的关系如下图所示。脉振磁场与正反向旋转磁场的关系如下图所示。 单相脉振磁场单相脉振磁场fA = Fsint cos(x/) = fAfA =0.5 Fsin(t - x/) + 0.5 Fsin(t + x/) fA是一个脉振磁场，是一个脉振磁场，两两个分量幅值相同，转向相反，个分量幅值相同，转向相反，合成后空间位置合成后空间位置 x 不变，但不变，但大小和方向随时间不断变化。大小和方向随时间不断变化。式中：式中：x 是空间是空间(位置位置)坐标，坐标，原点在原点在A-X的轴线上。的轴线上。开开始始脉脉振振 单相脉振磁场单相脉振磁场fA = F

32、sint cos(x/) = fAfA =0.5 Fsin(t - x/) + 0.5 Fsin(t + x/) fA是一个脉振磁场，是一个脉振磁场，两两个分量幅值相同，转向相反，个分量幅值相同，转向相反，合成后空间位置合成后空间位置 x 不变，但不变，但大小和方向随时间不断变化。大小和方向随时间不断变化。式中：式中：x 是空间是空间(位置位置)坐标，坐标，原点在原点在A-X的轴线上。的轴线上。停停止止脉脉振振返返回回初初态态 单相脉振磁场单相脉振磁场fA = Fsint cos(x/) = fAfA =0.5 Fsin(t - x/) + 0.5 Fsin(t + x/) fA是一个脉振磁场

33、，是一个脉振磁场，两两个分量幅值相同，转向相反，个分量幅值相同，转向相反，合成后空间位置合成后空间位置 x 不变，但不变，但大小和方向随时间不断变化。大小和方向随时间不断变化。式中：式中：x 是空间是空间(位置位置)坐标，坐标，原点在原点在A-X的轴线上。的轴线上。单相脉振磁场的特点：单相脉振磁场的特点： 1. 转子转子静止静止时，单相脉振磁场时，单相脉振磁场无无驱动力矩；驱动力矩； 2. 转子转动时，单相脉振磁场可产生一定的驱转子转动时，单相脉振磁场可产生一定的驱动力矩，动力矩，保持保持转子继续旋转运行。转子继续旋转运行。关于单相异步电动机的结论：关于单相异步电动机的结论： 1. 单相异步电

34、动机不能自行起动，应采取其它方单相异步电动机不能自行起动，应采取其它方法才能起动。法才能起动。 2. 单相异步机转动时产生的电磁转矩比较小，转单相异步机转动时产生的电磁转矩比较小，转差率较大，电机电流较大。差率较大，电机电流较大。 单相脉振磁场与单相异步电动机特点单相脉振磁场与单相异步电动机特点 单相异步电动机的机械特性单相异步电动机的机械特性是其正、反两个旋转磁场单独的是其正、反两个旋转磁场单独的机械特性的合成特性。机械特性的合成特性。 由于两由于两个旋转磁场幅值一样、个旋转磁场幅值一样、转速相同、转向相反，所以转速相同、转向相反，所以两条两条机械特性机械特性以原点对称以原点对称，合成的合成

35、的单单相异步电动机的机械特性是一条相异步电动机的机械特性是一条过原点过原点的特性。所以，单相异步的特性。所以，单相异步电动机电动机起动转矩为零起动转矩为零。将机将机械特械特性转性转90后的后的样子样子起动分析：起动分析： 必须产生旋转的磁场（至少是移动的磁场），才必须产生旋转的磁场（至少是移动的磁场），才能切割转子绕组，产生驱动转矩，使转子转动。而要能切割转子绕组，产生驱动转矩，使转子转动。而要在气隙产生旋转磁场则至少需要两相的交流电流。因在气隙产生旋转磁场则至少需要两相的交流电流。因此，必须对磁场进行此，必须对磁场进行“分相分相”。分相概念：分相概念： 用单相交流电，使单相异步机产生旋转或移

36、动磁用单相交流电，使单相异步机产生旋转或移动磁场称为分相（也称为裂相）。场称为分相（也称为裂相）。分相方法：分相方法： 主要有主要有电流分相电流分相、磁通分相磁通分相两种两种。 单相异步电动机定子有一套相单相异步电动机定子有一套相差差90电角度的两相绕组，在其中电角度的两相绕组，在其中一相串接电容、电阻使通过该相电一相串接电容、电阻使通过该相电流相位改变从而在气隙中产生旋转流相位改变从而在气隙中产生旋转磁场的方法叫磁场的方法叫电流分相法电流分相法。电流分。电流分相有：相有：电容分相电容分相和和电阻分相电阻分相两种。两种。 改变转向的方法改变转向的方法：单独改变任单独改变任意一相绕组接线（对调两

37、端）或将意一相绕组接线（对调两端）或将电容串接到另外一相。电容串接到另外一相。 电流分相电流分相电容分相电容分相改变转向改变转向 磁通分相磁通分相 磁通分相磁通分相：从磁路的角度将单相绕组产生的单相从磁路的角度将单相绕组产生的单相磁通分成两相称为磁通分相。采用磁通分相的单相异磁通分成两相称为磁通分相。采用磁通分相的单相异步电动机叫罩极式电机。步电动机叫罩极式电机。 原理原理：在磁极中开一个槽，将一个短路环套在其在磁极中开一个槽，将一个短路环套在其中一部分磁极上，磁极中的单相交变磁通就被分成两中一部分磁极上，磁极中的单相交变磁通就被分成两相。被短路环套住的部分，通过的磁通比没套短路环相。被短路环

38、套住的部分，通过的磁通比没套短路环部分的磁通的相位滞后部分的磁通的相位滞后90，于是在气隙中将产生近似，于是在气隙中将产生近似旋转（移动）的磁场，这个磁场将切割转子绕组，从旋转（移动）的磁场，这个磁场将切割转子绕组，从而产生驱动转矩，使转子转动。而产生驱动转矩，使转子转动。 转向由未罩极转向由未罩极部分转向罩极部分。部分转向罩极部分。 罩极式电机一般不可反转罩极式电机一般不可反转。罩极式电机是采用磁通分相的，一般罩极式电机是采用磁通分相的，一般不可反转不可反转。 第六节要点第六节要点 ： 单相磁场（脉振）；机械特性（合单相磁场（脉振）；机械特性（合成）；分相起动（电流、磁通分相）。成）；分相起动（电流、磁通分相）。 罩极式单相异步电动机罩极式单相异步电动机