单相异步电动机和三相同步电动机

单相异步电动机和三相同步电动机第1页，共43页，2023年，2月20日，星期一27.1.1运行绕组单独通电时的机械特性如果仅将单相异步电动机的运行绕组接通单相交流电源，流过交流电流时，电机中产生的磁通势为脉振磁通势。由于一个脉振磁通势可以分解为两个转向相反、转速相同、幅值相等的旋转磁通势F＋和F－，所以单相异步电动机的转子在脉振磁通势作用下产生的电磁转矩T，应该等于正转磁通势F＋和反转磁通势F－分别作用下产生的电磁转矩之和。第2页，共43页，2023年，2月20日，星期一3图7.1

运行绕组通电时的机械特性第3页，共43页，2023年，2月20日，星期一47.1.2两相绕组通电时的机械特性单相异步电动机的运行绕组和启动绕组同时通入相位不同的交流电流时，一般产生椭圆旋转磁通势，可以分解为两个转向相反、转速相同、幅值不等的圆形旋转磁通势。第4页，共43页，2023年，2月20日，星期一5图7.2

椭圆旋转磁通势时的机械特性第5页，共43页，2023年，2月20日，星期一67.1.3电阻分相单相异步电动机图7.3为电阻分相单相异步电动机的原理图，图中1为运行绕组，2为启动绕组，设计时启动绕组的匝数较少，导线截面取得较小，与运行绕组相比，其电抗小而电阻大。第6页，共43页，2023年，2月20日，星期一7图7.3

电阻分相电动机第7页，共43页，2023年，2月20日，星期一87.1.4电容分相单相异步电动机（1）电容启动单相异步电动机（2）电容运转单相异步电动机（3）电容启动运转单相异步电动机第8页，共43页，2023年，2月20日，星期一9图7.4

电容启动电动机第9页，共43页，2023年，2月20日，星期一10图7.5

电容启动电动机的机械特性第10页，共43页，2023年，2月20日，星期一11图7.6

电容运转电动机第11页，共43页，2023年，2月20日，星期一12图7.7

电容启动运转电动机第12页，共43页，2023年，2月20日，星期一137.1.5罩极式单相异步电动机罩极式单相异步电动机的转子仍为鼠笼式，定子有凸极式和隐极式两种，图7.8(a)所示为一台凸极式罩极单相异步电动机的结构原理图。定子每个磁极上套有集中绕组，作为运行绕组，极面的一边约三分之一处开有小槽，经小槽嵌放一个闭合的铜环，称为短路环，把磁极的小部分罩在环中。第13页，共43页，2023年，2月20日，星期一14图7.8

罩极式单相异步电动机第14页，共43页，2023年，2月20日，星期一157.2三相同步电动机同步电机也是一种交流电机。同步电机可以作发电机用，世界上各发电厂和电站所发的三相交流电能，都是用三相同步发电机发出的；也可作电动机用，三相同步电动机主要用于功率较大、转速不要求调节的生产机械，例如用于拖动大型水泵、空气压缩机和矿井通风机等，随着交流调速技术和稀土永磁材料的发展，小功率同步电动机也将得到更为广泛的应用；同步电机还可作同步补偿机用，三相同步补偿机专门用来改善电网的功率因数。第15页，共43页，2023年，2月20日，星期一167.2.1三相同步电动机的基本结构和额定值(1)三相同步电动机的基本结构1)定子2)转子2）同步电动机的额定值第16页，共43页，2023年，2月20日，星期一17图7.9

定子扇形冲片第17页，共43页，2023年，2月20日，星期一18图7.10

同步电机的结构示意图第18页，共43页，2023年，2月20日，星期一197.2.2三相同步电动机的基本工作原理同步电动机的定子三相绕组接通三相交流电源，流过三相对称电流，产生一个在空间以同步转速n１旋转的旋转磁通势Fa，称为定子磁通势或电枢磁通势。同步电动机的励磁绕组通入直流励磁电流，产生一个与转子相对静止的励磁磁通势f。第19页，共43页，2023年，2月20日，星期一20图7.11

同步电动机启动时平均转矩为零的示意图第20页，共43页，2023年，2月20日，星期一21图7.12

同步电动机的运行原理第21页，共43页，2023年，2月20日，星期一227.2.3三相同步电动机的电动势方程式和相量图（1）同步电动机的电枢反应（2）隐极同步电动机的电动势平衡方程式和相量图(3)凸极同步电动机的电动势平衡方程式和相量图第22页，共43页，2023年，2月20日，星期一23第23页，共43页，2023年，2月20日，星期一24第24页，共43页，2023年，2月20日，星期一25图7.13

凸极同步电动机的直轴和交轴第25页，共43页，2023年，2月20日，星期一26图7.14Fa分解为Fad和Faq第26页，共43页，2023年，2月20日，星期一27图7.15

同步电动机各电量的正方向第27页，共43页，2023年，2月20日，星期一28图7.16

隐极同步电动机的相量图第28页，共43页，2023年，2月20日，星期一29图7.17

凸极同步电动机的相量图第29页，共43页，2023年，2月20日，星期一30第30页，共43页，2023年，2月20日，星期一31第31页，共43页，2023年，2月20日，星期一327.2.4同步电动机的功率、转矩和功角特性(1)功率和转矩平衡关系(2)功角特性（3）稳定运行区和过载能力第32页，共43页，2023年，2月20日，星期一33第33页，共43页，2023年，2月20日，星期一34第34页，共43页，2023年，2月20日，星期一35第35页，共43页，2023年，2月20日，星期一36图7.19

隐极同步电动机的功角特性和矩角特性第36页，共43页，2023年，2月20日，星期一37图7.18

磁阻转矩第37页，共43页，2023年，2月20日，星期一38图7.20

凸极同步电动机的功角特性和矩角特性第38页，共43页，2023年，2月20日，星期一397.2.5同步电动机的v形曲线三相同步电动机定子绕组加额定频率的额定电压，输出功率维持不变，仅调节它的励磁电流时，定子绕组电流的大小和相位将随之发生变化，变化的规律可用同步电动机的相量图进行分析。下面以隐极同步电动机为例，分析所得结论同样适用于凸极同步电动机。第39页，共43页，2023年，2月20日，星期一40图7.21

不同励磁电流时隐极同第40页，共43页，2023年，2月20日，星期一41图7.22

同步电动机的v形曲线第41页，共43页，2023年，2月20日，星期一427.2.6同步电动机的启动同步电动机的电磁转矩是由气隙合成磁场和转子励磁磁场之间的相互作用产生的，只有在转子磁场与气隙合成磁场同步旋转(即两者相对静止)时，才产生稳定的电磁转矩，否则相互作用产生的电