单相异步机

复习：1、异步电动机的起动方法有哪些？各适用于哪些场合？2、异步电动机的常用调速方法有哪些？各有何特点？怎样选择？10.6三相异步电动机的制动•分为：电气制动和机械制动主要内容异步电动机的制动方法及特点；单相异步电动机的起动方法；电动机的异常运行分析。一、能耗制动•三相异步电动机处于电动运行状态的转速为n,如果突然切断电动机的三相交流电源，同时把直流电通入它的定于绕组，电源切换后的瞬间，三相异步电动机内形成了一个不旋转的空间固定磁动势。空间固定不转的磁动势相对于转子有相对运动，转子绕组则感应电动势，产生电流；进而转子受到电磁转矩T。T的方向与n反方向，电动机处于制动运行状态，T为制动性的阻转矩。转速n＝0时，磁通势与转子相对静止，T＝0，减速过程才完全终止。•上述制动停车过程中，系统原来贮存的动能消耗了，这部分能量主要被电动机转换为电能消耗在转子回路中。因此，上述过程亦称之为能耗制动过程。•特点：制动平稳、准确、能耗小、需要专用的整流电源二、反接制动：•利用异步电动机在施加负序电流后将产生反向电磁转矩的特点，利用与电动机旋转方向相反的电磁转矩起到快速制动的目的。由于反向电磁转矩的数值很大，制动所需时间很短。但是，必须在降速到n＝0时切断电动机电源并停车，否则电动机将会反向起动，三相异步电动机反接制动停车比能耗制动停车速度快，但能量损失较大。一些频繁正、反转的生产机械，经常采用反接制动停车接着反向起动，就是为了迅速改变转向，提高生产率。三、反馈制动：（再生回馈制动）1、正向回馈制动运行：整个回馈制动过程中，始终有n＞。正向回馈制动过程中，电动机的转速n＞，转差率实际是系统减少了动能而向电动机送入机械功率并转换为电功率回馈给电源了，这时的三相异步电动机实际上是一台发电机。2、反向回馈制动运行：当三相异步电动机拖动位能性恒转矩负载，电源为负相序（A、C、B）时，电动机运行于第IV象限，电磁转矩T＞0，转速n＜0,称为反向回馈制动运行。起重机下放重物时，经常采用反向回馈制动运行方式。若负载大小不变，转子回路串入电阻后，转速绝对值加大，串入电阻值越大，转速绝对值越高。1n011nnns1n第十一章单相异步电动机单相绕组的异步电动机存在的问题：现象：在生活中遇到使用电风扇时，接通电源，电风扇缺不动，用物体拨动风扇叶片后，电动机旋转。说明：此时的电风扇没有起动转矩，一旦起动后电风扇可以连续运行。单相绕组——通入单相交流电流——脉振磁场分析一：脉振磁场在空间的位置不变——转子导体与定子磁场间处于相对静止状态——转子内无感应电势及电流——转子上无法产生电磁转矩——电机无法起动•分析二：脉振磁场分解为两个旋转磁场（大小及旋转速度相等、旋转方向相反）——转子导体分别切割正向和反向的旋转磁场——产生正向及反向的感应电势和电流——在转子上产生正向及反向的电磁转矩（大小相等、反向相反）——转子上的合成电磁转矩等于零——电机无法起动•但：如果有外力作用推动转子旋转——转子导体将切割定子磁场——转子上形成感应电势及电流——转子可获得电磁转矩（方向与外力拖动的方向一致）•即单相绕组的异步电动机存在的问题是：电动机无法获得起动转矩，但电机一旦起动后可以正常运行。•从以上过程来看，要解决单相绕组的异步电动机没有起动转矩的关键问题是如何在电机中建立起——旋转磁场。建立旋转磁场的条件：多相交流绕组、多相交流电流二、单相绕组的异步电动机的起动方法：1、分相起动：•利用多相绕组通入多相交流电流后将产生旋转磁场的特点，在电机中设置两个绕组——两绕组在空间相差一定电角度（理想状态是互差90度）、给两个绕组里面输入不同相位的交流电流（在其中一个绕组的回路中串联电容——电容分相；利用两个绕组的线径、材料及绕组结构的差异达到电流分相的目的——电阻分相）1）电容起动：利用电容分相的作用，在电动机起动时将电容器及起动绕组所形成的串联回路与工作绕组一同接通电源，从而产生起动转矩；起动结束后将该回路切除（见P251页图13—18图中S为离心开关，当电动机的转速达到同步转速的75%~80%时离心开关将起动绕组回路切除）特点：运行时由于存在脉振磁场，使得电动机内部存在反向的旋转磁场，在该磁场的作用下——电动机的损耗较大、电动机的电磁转矩比较小、过载能力小~KDU1I2ICWST2）电容运转：起动绕组长期通电的运行方式•特点：比电容起动型的电动机工作效率高、起动特性、过载能力好3）电容起动运转型：由于起动时电动机需要的电容量较大，而工作时需要的电容量较小，故可设置两个电容——如图P252页图13—19，起动时两个电容并联使用，起动后切除一个电容，以保证电动机在工作时获得较高的功率因数和过载能力。•在电容量的选择上应尽量做到令电动机内部产生的旋转磁场为圆形，从而产生均匀的电磁转矩。（即令两个绕组在空间上互差90度，绕组内部的电流也互差90度）•电阻分相：由于电阻分相的效果不理想，所以此起动方法的起动力矩不大。•罩极起动：定子铁芯的约1/3处套一个短路环•当给定子绕组中输入交流电流后将产生交变磁场——磁力线经铁芯闭合时在短路环中将引起感应电流——使得此处铁芯中的磁通变化比周围铁芯中的磁通变化滞后一个时间。三、单相异步电动机改变转向的方法：改变旋转磁场的方向：1、电容分相的电机：对调起动绕组的两根端线2、罩极式电动机：拆下铁芯后反方向安装；或将转子反向安装。思考：单相异步电动机出现接通开关后电动机不转，但用力将电动机拨动后电动机将开始起动旋转的现象时，检查处理方法第十二章异步电动机的异常运行一、电源异常：1、非额定电压下运行：（1）高于额定电压：由于主磁通增大将引起：励磁电流增大、铁损增大、功率因数下降、温升增高、效率降低等现象。（2）低于额定电压：由于主磁通减少将引起：（负载转矩不变时）转子及定子电流大、铜损增大、绕组发热、效率降低，严重时引起停转。但如是空载或轻载运行时，电压下降幅度不大时反而有益：励磁电流减小、铜损铁损减小、效率提高解决：稳压源•2、非额定频率下运行：•（1）低于额定频率：•由于此时主磁通增大将引起：…….•同时频率下降将引起转速下降——电机的散热能力降低，加速绝缘的老化速度。•（2）高于额定频率：•由于主磁通减少将引起：励磁电流减小、铜损铁损减小、效率提高•解决：正确选用与电源频率一致的电动机。3、电源缺相：由于各种原因造成缺相时，分两种情况：（1）单相运行：（2）两相运行:P155图12—1缺少一相电源，由于有电源相的电动机绕组上得到的电压只有正常线电压的一半，将导致电动机的电磁转矩平方倍下降，电动机转动困难，极易将电动机烧坏。•解决：电动机采用相差保护。二、电动机异常：1、电气异常：定子绕组：短路：定子过热，声音异常；断路：造成断相，分析与电源缺相类似定子铁芯：松动、局部损伤。现象：电磁声变大，铁芯局部过热转子断条：现象：电动机振动加大，有不均匀的嗡嗡声，严重时无法转动以上问题的解决：利用——听、闻、问、摸、测等手段进行电机检修2、机械异常：有摩擦声：安装不当或电动机内部元件松动或落入异物解决：拆开电动机检查，重新安装转速低、旋转困难：轴承需要清洗，更换新的润滑油如果存在卡涩声音，应检查轴承状况，必要时更换轴承小结•异步电动机的起动方法及对应的特点•异步电动机的调速方法•异步机等值电路的意义及举例分析作业单相机：P152—2异常运行：P155—2单元测评•要求——•请对以下五种现象作出合理全面的解释，如果有合适的解决方案，请提出解决建议。•每位同学请独立完成，答案不得抄袭，由于思路与解答的表现形式多样，故答题的答案不可能相同，如在改中发现两份相同的答案，则后批改的答案计做不合格人•1、打开开关电风扇不转，拨一下叶片才转，这是为什么？2、天气炎热时，灯光变暗，电风扇转得慢是什么原因？3、大电动机起动，灯光变暗，然后恢复，为什么？4、洗衣机正、反交替中为什么总要停一下？5、排风扇进出风反复切换几次坏了，为什么？