当单相异步电动机主绕组与副绕组同时通入不同相位的两相交流电流时,—般情况下产生椭圆旋转磁通势f。一个椭圆旋转磁通势也可以分成两个旋转磁通势,—个是正转磁通势f+,一个是反转磁通势f-,f+≠f-。笼型转子在f+作用下产生电磁转矩t+,t+=f(s)为正向转矩特性。在f-作用下,产生电磁转矩t-=f(s)为反向转矩特性。这样合成转矩特性t=f(s),即机械特性为不过坐标原点的一条曲线。当t+>t-时,电动机的t=f(s)、t+=f(s)、t-=f(s三条曲线如图1所示。 从图1椭圆磁通势时单相异步电动机机械特性可以看出,f+>f-的情况下,当n=0时,t>0,这就是说电功机有正向起动转矩,可以正向起动。当n=0时,t>0,即电动机起动后仍能继续运行。当然,如果f+<f-,则n=0时,t<0;n<0,t<0,即电动机可以反向起动并反向电动运行。 不言而喻,如果两相绕组m和a通入相位相差90°的两相交流电流并产生圆形旋转磁通势,例如当f= f+,f-=0时,则电动机t=t+,t-=0,机械待性t=f(s)与三相异步电动机机械特性的情况—样了,由t=0,起动转矩相对地比椭圆磁通势时的大。 图1 单相异步电动机的起动特性 从上面分析的结果看出,单相异步电动机的关键问题是如何起动的问题。而的必要条件是: ①定子 具有空间不同相位的两个绕组; ②两个绕组中通入不同相位的交流电流。 实际单相异步电动机主绕组m是工作绕组(或称运行绕组),与之差90°空间电角度是副绕组(或称起动绕组)。工作绕组在电动机起动与运行时都一直接在交流电源上,而起动绕组只是在起动时必须通电.起动后可以切除不用。 单相异步电动机之优点主要是使用单相交流电源,但是单相异步电动机起动的必要条件要求两相绕组中通入相位不同的两相电流。如何把工作绕组与起动绕组中的电流相位分开,即所谓的“分相”,就变成了单相异步电动机的十分重要的问题。单相异步电动机的分类,也就是依它不同的分相方法而区别。
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单相异步电动机定子两相绕组是主绕组m及副绕组a,它们一般是在空间上相差90°电角度的两个分布绕组,通电时产生空间正弦分布的空间磁通势。首先分析只有一相绕组通电时的机械特性。 从交流电机绕组产生磁通势的原理知道,若单相异步电动机只有主绕组m通入单相交流电流时,产生空间正弦分布的脉振磁通势f。一个脉振磁通势可以看成为转速相同、转向相反的两个旋转磁通势合成的,一个是正转磁通势f+,一个是反转磁通势f-,f+=f-。单相异步电动机转子在脉振磁通势作用下受到的电磁转矩,就等于在正转磁通势f+和反转磁通势f-两者分别作用下受到的电磁转矩的合成。 在三相异步电动机原理分析中,我们对旋转磁通势及其产生的电磁转矩已经很熟悉了。那么单相异步电机中,笼型转子在正转磁通势或反转磁通势分别作用下受的电磁转矩t+或t-,与笼型转子在三相异步电动机正向旋转磁通势(电源相序为正)或反向旋转磁通势(电源相序为负)分别作用下受的电磁转矩是完全一样的,t+=f(s)与t-=f(s)两条转矩特性如图1所示。单相异步电动机转子在脉振磁通势作用下的转矩为t=t++t-,t=f(s)为主绕组通电时的机械特性曲线,为t+=f(s)与t-=f(s)两条曲线的合成.见图1。其机械特性t=f(s)具有下列持点: (1)当转速n=0时,电磁转矩t=0,即无起动转矩,电机不能够起动。 (2)当转速n>0时,转矩t>0,机械持性在第Ⅰ象限,电磁转矩是拖动性质的转。如果由于其他原因使电机正转后,电磁转矩使电动机继续正转运行。当转速n<0,t<0,机械待性在第Ⅲ象限,⒖仍是拖动性质的,如果电机反转了,仍能继续反转运行。 (3)理想空载转速n0<n,单相异步电动机额定转差率比三相异步电动机略大一些。 ,单相异步电动机定子上如果只有主绕组,则无起动转矩,可以运行但不能起动,因此,要使单相异步电动机正常工作必须有两相绕组才行。 图1 主绕组通电时的机械特性曲线 |
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