罩极异步电动机工作原理
电机学课件清华大学
改变磁通的方向。
二、 转矩平衡关系
电磁转矩T为驱动转矩，在电机运行时，必须和外 加负载和空载损耗的阻转矩相平衡，即
T TL T0
TL： 负载转矩 T0 ：空载转矩
转矩平衡过程：当负载转矩（TL）发生变化时， 通过电机转速、电动势、电枢电流的变化，电磁
其中 n0
U
K
Φ
E
，n
KT
Ra
K
Φ
E
2
T
n
nn0n0'0''
（
Rf
增减 加小
）
TL
T
因为：
n0
1
Φ
，
n
1
Φ2
所以：磁通减小以后特性上移，而且斜率增加。
n n0 n
其中 n0
U
K
Φ
E
，n
KT
Ra
K
Φ
E
2
T
调速过程: U一定,则
Rf
E
Ia
Ia
E
n
最后达到新的平衡 T =TL
T
暂时 T > TL
(2)若忽略绕组中的电阻Ra，则
U
E
K
Φn，
E
可见，当外加电压一定时，电机转速和磁通成反
比，通过改变 可调速。
7.2.4 电磁转矩
一、电磁转矩 T KTΦI a
KT：与线圈的结构有关的常数 （与线圈大小，磁极的对数等有关）
：线圈所处位置的磁通
Ia：电枢绕组中的电流
单位： （韦伯），Ia（安培），T（牛顿•米）
电机的选型
图5 单相异步电动机的脉动磁场
135°
180°
235°
270°
315°
360° ωt B1 B2
B1 B2 B1 B
B1 B
B2
常见电动机的结构及工作原理
单相异步电动机
一旦让单相异步电动机转动起 T 来，由于顺时针旋转磁场B1和逆时针 旋转磁场B2产生的合成电磁转矩不再 为零，在这个合成转矩的作用下， 0 即使不需要其它的外在因素，单相 异步电动机仍将沿着原来的运动方 2 向继续运转。单相异步电动机启动 的主要方法有：分相法和罩极法。 由于单相异步电动机总有一个 反向的制动转矩存在，所以其效率 和负载能力都不及三相异步电动机。
常见电动机的结构及工作原理
三相异步电动机
1、三相异步电动机的基本结构
定子 鼠笼式 三相异步电动机 绕线式 转子
定子铁芯
定子绕组 机座 转子铁芯 转子绕组 转轴
图7 三相异步电动机的基本结构
常见电动机的结构及工作原理
三相异步电动机
2、三相异步电动机工作原理
定子绕组通入三相交流电流
转子绕组产生感应电势 旋转磁场 切割转子绕组
转子中产生感应电流
转子电流与 磁场作用 产生电磁转矩
运转
常见电动机的结构及工作原理
三相异步电动机
与单相异步电动机相比，三相异步电动机运行性能好，并可节省各种 材料。
三相异步电动机的优点：
结构简单、运行可靠、重量轻、价格便宜。
三相异步电动机的缺点：
功率因数滞后，轻载功率因数低，调速性能稍差。
应用：
广泛应用与生产工业中，作为电力拖动的重要设备。
电动机的分类很全
通用小型机械设备用电动机 步进电动机
伺服电动机
第三页，共三十五页。
6、按运转速度划分
齿轮(chǐlún)减速电动机
低速(dī sù)电动机
电磁减速电动机 力矩电动机
电动机
高速(ɡāo sù)电动机
恒速电动机
爪极同步电动机 有级恒速电动机 无级恒速电动机 有级变速电动机
无级变速电动机
调速电动机
1
第一页，共三十五页。
2、按结构和工作原理划分
直流电动机(dòngjī)
电动机
异步电动机
感应电动机 交流换向器电动机
同步(tóngbù)电动机
永磁同步电动机 磁阻同步电动机
磁滞(cízhì)同步电动机
单相异步电动机
三相异步电动机 罩极异步电动机
单相串励电动机 交直流两用电动机
推斥电动机
第二页，共三十五页。
磁阻同步电动机由于结构简单，成本低廉，获 得了较为(jiào wéi)广泛的应用。磁阻同步电动机有单相 的和三相的，功率从几瓦到几百瓦。
转子为笼型铸铝转子，它是将铁心叠压后用铝铸入铁心的槽中，并一起铸出端环， 使转子导条短路成鼠笼型。
组分 示相 意电 图动
机 定 子
绕
第十四页，共三十五页。
电单 动相 机凸 结极 构式 示罩 意极 图异
步
假设转子的逆时针方向为正方向，看下图，那么 转子对正向磁场(cíchǎng)的转差率为S+=（n1-n）/n1
3.起动与运行方式划分 电容起动(qǐ dònɡ)式单相异步电动机
4、按转子的结构划分
鼠笼型异步电动机
电动机
电容(diànróng)运转式单相异步电动 机
电动机
第五章异步电机
原因：起动时 n=0 ，转子导条切割磁力线速度很大。
转子感应电势
转子电流
定子电流
影响： 频繁起动时造成热量积累 大电流使电网电压降低
电机过热
影响其他负载工作
二、三相异步机的起动方法：
（1） 直接起动。二三十千瓦以下的异步电动机一般 采用直接起动。
（2） 降压起动。 Y－ 起动
自耦降压起动 （3）转子串电阻起动。
T U2
单位 （N .m）
5.3.2 机械特性
T
K
sR2 U12 R22 (sX 2s )2
在U1 及R 2 一定时， T 仅随 S 变化
将 s n1 n 代入上式 n1
得特性曲线：
得特性曲线：
T T f (S)
n n f (T )
n
s1
0
1
T
最大转速n=n1时
启动时n=0
三个重要转矩
启动前的漏磁感抗
5 转子功率因数
cos2
R2
R22 X 22
R2 R22 (sX 2s )2
6 定子电流和定子功率因数
空载时，转子电流约为零，定子电流很小主要用来励磁。 当带上负载后，转子电流增加，定子电流随之增加，这 一点与变压器类似。
电动机的功率因数即为定子功率因数，功率因数角即为 U1 与 I1 的夹角。
Tst
K
R2U
2 1
R22
X
2 20
R2 Tst
第五章 异步电机
5.1 三相异步电动机的结构与工作原理 5.2 三相异步电动机的电磁转矩与机械特性 5.3 三相异步电动机的启动、调速和制动
5.1 三相异步电动机的结构及工作原理
电动机的分类 交流电动机
电机课件第七章
单相异步电动机的感性认识
课题一 单相异步电动机原理、结 构和分类
主要内容： 一、脉动磁场的分布和合成 二、单相异步电动机分类 三、单相罩极式异步电动机 四、单相电阻启动异步电动机 五、单相电容运行异步电动机 六、单相电容启动异步电动机 七、双值电容单相异步电动机 八、单相异步电动机的启动开关
一、脉动磁场的分布和合成
一脉动磁场的分布和合成一脉动磁场的分布和合成二单相异步电动机分类二单相异步电动机分类三单相罩极式异步电动机三单相罩极式异步电动机四分相式异步电动机四分相式异步电动机主要内容主要内容l一单相异步电机绕组概述一单相异步电机绕组概述l二绕组的基本术语二绕组的基本术语l三电阻启动或电容启动电动机定子绕组三电阻启动或电容启动电动机定子绕组l四电容运行电动机定子绕组四电容运行电动机定子绕组l五正弦绕组简介五正弦绕组简介一单相异步电机绕组概述一单相异步电机绕组概述l单相异步电动机定子绕组分为
LZ1
LF1
LZ2
LF2
四、电容运行电动机定子绕组
特点: 因启动绕组长期接在电源上，为 了产生理想的旋转磁场，启动绕组 和工作绕组各占1/2槽，匝数和截 面积也相等或接近。
例 7-2 电容运行单相异步电动机定子槽数 z=24，要数2p=4，试画出展开图
解：计算极距
z 6 2p
工作绕组槽数和启动绕组槽数
当单相交流电通入单相定子绕 组时，就会在绕组轴线方向上 产生一个大小和方向交变的磁 场，称为脉动磁场。 脉动磁场：空间位置不变，磁 感应强度B的幅值在时间上随交 流电流按正弦规律变化。磁场 不会旋转，不切割磁力线，也 就不会产生启动转矩。 所以单相异步电动机是不会自 行启动的。
为了便于分析，把这个脉动磁场分解为大小相等、 方向相反的两个旋转磁场。如下图所示;
单相异步电动机的反转与调速
单相异步电动机的反转与调速在日常生活中常需要对单相异步电动机进行反转和调速控制,如家用电器中洗衣机的正反转洗涤、调速及电风扇的调速等。
下面分别介绍这两种控制电路的组成原理。
一、单相异步电动机的反转要使单相异步机反转就必须改变旋转磁场的转向。
改变旋转磁场转向可通过把工作绕组(或启动绕组)的首端和末端与电源的接线对调、把电容器从一组绕组中改接到另一组绕组中等方法实现。
1.单相电容分相式异步电动机的反转控制单相电容分相式异步电动机需要变换旋转方向时,可以通过反接启动绕组或工作绕组的接线来实现。
把启动绕组或工作绕组中的一组首端和末端与电流的接线对调。
因为异步电动机的转向是从电流相位超前向电流相位落后的绕组旋转的,如果把其中的一个绕组反接,等于把这个绕组的电流相位改变了180。
,假若原来这个绕组是超前90,则改接后就变成了滞后90,结果旋转磁场的方向随之改变。
图3-16所示的是用双掷开关控制实现正反转的示意图,图3-17是用T形接法实现正反转的示意图。
有的电容分相式单相电动机也可通过改变电容器的接法来改变电动机的转向。
图3-18所示为洗衣机正反转控制示意图,当定时器开关处于图中所示位置时,电容器串联在工作绕组Lz上,电流IL z超前于ILf相位约90;经过一定时间后,定时器开关将电容从Lz绕组切所,串联到启动绕组Lf,则电流ILf超前于相位ILf约90,从而实现了电动机的反转。
这种单相异步电动机的工作绕组与启动绕组可以互换,所以工作绕组、启动绕组的线圈匝数、粗细,、占槽数都应相同。
2.罩极式单相异步电动机的反转控制外部接线无法改变罩极式电动机的转向,因为罩极电动机的旋转方向永远是从磁极的未罩部分转到被罩部分,内部结构决定了转向。
因此,要使它反转,必须改变其磁极的安装位置,这显然是很不方便的。
为了达到可反转的要求,人们设计了一种特殊形式的罩极电动机,磁极分成四个极靴,极靴上绕几匝粗绝缘导线作为罩极启动绕组,每个相对的绕组串联,用双掷开关使其交替短接,如图3-19所示。
《单相异步电动机》课件
THANKS
感谢观看
制动方式
电动机的制动方式主要有能耗制动、反接制动和再生制动等。
04
单相异步电动机的运行与维护
安全操作规程
确保电源连接正确
在连接电源之前，应确保电源电压与 电动机铭牌上的额定电压相符，并使 用合适的电源插头和插座。
穿戴防护用品
操作时应穿戴适当的防护用品，如绝 缘手套、护目镜等，以防止触电和机 械伤害。
功率因数
电动机的输入功率中有功功率占输入 功率的比重，反映了电动机的功率利 用率。
起动性能
起动转矩
电动机起动时产生的转矩，是衡量电动机起动性能的重要参 数。
起动电流
电动机起动时输入的电流，是衡量电动机起动性能的重要参 数。
调速与制动
调速方式
电动机的调速方式主要有变极调速、变频调速和变转差率调速等。
应用领域
01
02
03
家用电器
单相异步电动机常用于各 种家用电器，如电风扇、 洗衣机、空调等。
商业设备
在商业应用中，单相异步 电动机可用于各种设备， 如自动售货机、电动工具 等。
工业自动化
在工业自动化领域，单相 异步电动机可用于各种生 产设备和自动化生产线。
02
单相异步电动机的结构
定子
作用
定子是单相异步电动机 的固定部分，主要作用
校验启动转矩和最大转矩
在选型过程中，需要对电动机的启动转矩和最大转矩进行校验，以确 保其能够满足启动和Байду номын сангаас行过程中的负载需求。
考虑效率与节能要求
在容量选择时，应考虑电动机的效率和节能要求，优先选择高效、节 能的电动机。
验证工作制与负载持续率
根据实际工作制和负载持续率，对电动机的容量进行校验，以确保其 能够满足长期稳定运行的需求。
交流多极单相电机工作原理
交流多极单相电机，通常指的是具有多个磁极的单相异步电动机。
由于单相电源无法产生旋转磁场，因此传统意义上的单相电机（如罩极电机或电阻启动分相式电机）难以自行启动和维持稳定的旋转状态。
然而有一种特殊设计的单相电机——电容启动运行单相电机（也称为capacitor-start capacitor-run motor 或CSCR 电机），通过添加启动和/或运行电容来模拟两相电源效果，实现自启动并保持稳定运转。
工作原理如下：
1. 启动阶段：
在电机内部，启动绕组与一个启动电容器串联后连接到电源。
这个启动电容在电路中引入了相位差，使得启动绕组产生的磁场相对于主绕组产生了90度左右的相位偏移，从而在电机气隙中形成了近似旋转的磁场。
2. 运行阶段：
启动后，有些电机将启动电容断开，仅由主绕组与运行电容（如果有的话）一起继续驱动电机运行；而某些电机则可能在整个运行期间都使用启动和运行电
容。
运行电容的作用是继续保持电机内部磁场的不对称性，以支持持续旋转。
3. 多极结构：
多极电机内部有多个对称分布的定子磁极和转子槽，这些设计有助于形成更均匀、连续的旋转磁场，提高电机的平稳性和扭矩输出能力。
总结来说，交流多极单相电机利用电容创造相位差，并结合多极磁场结构，克服了单相电源不能产生旋转磁场的问题，实现了电机的可靠启动和运行。
17张经典动态图带您看懂电动机运行原理,明白的都是大神
17张经典动态图带您看懂电动机运⾏原理,明⽩的都是⼤神电动机电动机是⼀种旋转式电动机器，它将电能转变为机械能，它主要包括⼀个⽤以产⽣磁场的电磁铁绕组或分布的定⼦绕组和⼀个旋转电枢或转⼦。
在定⼦绕组旋转磁场的作⽤下，其在电枢⿏笼式铝框中有电流通过并受磁场的作⽤⽽使其转动。
这些机器中有些类型可作电动机⽤，也可作发电机⽤。
它是将电能转变为机械能的⼀种机器。
通常电动机的作功部分作旋转运动，这种电动机称为转⼦电动机;也有作直线运动的，称为直线电动机。
右⼿螺旋定则（安培定则）：⽤右⼿握住通电螺线管，让四指指向电流的⽅向，那么⼤拇指所指的那⼀端是通电螺线管的N极。
线圈通电后，转⼦中的电流与⽓隙中的磁场发⽣相互作⽤，换向器不断改变线圈电流⽅向，作⽤在线圈的磁场⼒推动转⼦旋转：电动机⼯作原理：直流电机的设计中，如果采⽤两个线圈（两极），在静⽌状态时，线圈与磁场平衡，线圈产⽣的转动⼒矩⽆法克服磁场的阻⼒，转动不起来，除⾮使⽤外⼒破坏这种平衡。
所以通常不采⽤偶数个电极，主要还是启动⽅⾯的考虑：电动机的分类按⼯作电源分类可分为直流电动机和交流电动机。
其中交流电动机还分为单相电动机和三相电动机。
按结构及⼯作原理分类可分为直流电动机，异步电动机和同步电动机。
同步电动机还可分为永磁同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同布电动机。
异步电动机可分为感应电动机和交流换向器电动机。
感应电动机⼜分为三相异步电动机、单相异步电动机和罩极异步电动机等。
交流换向器电动机⼜分为单相串励电动机、交直流两⽤电动机和推斥电动机。
直流电动机按结构及⼯作原理可分为⽆刷直流电动机和有刷直流电动机。
有刷直流电动机可分为永磁直流电动机和电磁直流电动机。
电磁直流电动机⼜分为串励直流电动机、并励直流电动机、他励直流电动机和复励直流电动机。
永磁直流电动机⼜分为稀⼟永磁直流电动机、铁氧体永磁直流电动机和铝镍钴永磁直流电动机。
按起动与运⾏⽅式分类电动机按起动与运⾏⽅式可分为电容起动式单相异步电动机、电容运转式单相异步电动机、电容起动运转式单相异步电动机和分相式单相异步电动机。
ch5电动机
第5 章电动机5.1三相异步电动机的基本结构与旋转磁场5.2 三相异步电动机的转动原理及转差率5.3 三相异步电动机的运行特性5.4 三相异步电动机的铭牌5.5 三相异步电动机的起动5.6 三相异步电动机的调速5.7 单相异步电动机5.8 同步电动机5.9 直流电动机*5.10 控制电机5.1三相异步电动机的基本结构与旋转磁场5.1.1 三相异步电动机的基本结构主要有两部分：定子和转子1.定子定子是电动机的固定部分。
它包括：5.1.1 三相异步电动机的基本结构机壳定子铁心定子铁心的硅钢片三相对称绕组a. 机壳b. 定子铁心定子铁心由表面涂有绝缘漆的硅钢片叠压而成内圆均匀分布槽孔；硅钢片内嵌置三相定子绕组。
定子绕组可以接成星形或三角形。
当电动机每相绕组额定电压等于电源的相电压时，绕组接成星形联结；等于电源的线电压时，绕组接成三角形联结。
1.定子接电源接线盒2. 转子是电动机的旋转部分。
由转子铁心和转子绕组组成。
笼型转子铁心是由厚的硅钢片叠压而成的圆柱体，其外圆周冲有槽孔，以嵌置转子绕组。
铁心与笼型相同，但铁心槽内嵌置对称三相绕组并作星形联结。
各相绕组首端通过滑环和电刷引到相应的接线盒里，在起动和调速时可在转子电路中串入附加电阻。
绕线型异步电动机能获得较好的起动与调速性能。
绕线转子2.转子接线示意图i U = I m sin ωti V = I m sin(ωt –120︒)i W = I m sin(ωt + 120︒)i Ui V i Wωtii Ui V i WU1V1W1U2V2W25.1.2 三相异步电动机的旋转磁场定子绕组分布定子绕组U1W2V1U2W1V2+++定子绕组作星形联接绕组中三相对称电流对称三相电流对称三相绕组i U ωt = 0°ωtiU1V2V1U2W1W2i U =0i V 为负值i W 为正值N S0°设：电流的流入端用表示i V i W电流的流出端用表示1. 旋转磁场的产生5.1.2 三相异步电动机的旋转磁场tωt = 60°iU1V2V1U2W1W2N60°i W =0i V 为负值i U 为正值i U i V i W1. 旋转磁场的产生5.1.2 三相异步电动机的旋转磁场ωt = 90°U1V2V1U2W1W2NS90°i U 为正值i V 为负值i W 为负值ωtii U i V i W1. 旋转磁场的产生5.1.2 三相异步电动机的旋转磁场t = 180°U1V2V1U2W1W2i U = 0i V 为正值i W 为负值180NSωtii U i V i W 1. 旋转磁场的产生5.1.2 三相异步电动机的旋转磁场ω= 0°U1W2V1U2W1V2N S0°Nωt =180︒U1W2V1U2W1V2S180°ωt = 90°U1W2V1U2W1V290°ωt = 60︒U1W2V1U2W1V2NS60°旋转磁场综上分析可以得出：空间相差120º角的三相绕组，通入对称三相电流时，产生的是一对磁极的旋转磁场,当电流经过一个周期变化时，磁场也沿着顺时针方向旋转了一周(在空间旋转的角度为360º)。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
罩极异步电动机工作原理
电动机是现代工业中最常用的动力设备之一。
其中，异步电动机是最常用的一种电动机。
异步电动机的罩极设计是一种常见的电机设计方法。
本文将介绍罩极异步电动机的工作原理。
一、异步电动机的基本原理
异步电动机的基本原理是利用旋转磁场的相互作用来产生转矩。
在三相交流电源的作用下，电机中的定子线圈会产生旋转磁场。
该旋转磁场会与转子中的导体产生交互作用，从而产生转矩，使转子旋转。
由于电机中的旋转磁场速度比转子快，因此电机称为异步电动机。
二、罩极异步电动机的结构
罩极异步电动机是一种特殊的异步电动机，其结构与普通异步电动机有所不同。
罩极异步电动机的转子中心线与定子中心线不完全在同一轴线上，而是有一定的角度偏差。
同时，罩极异步电动机的转子上还有一个罩极，罩极与转子的导体相连，使得罩极与转子的导体可以共同旋转。
罩极的作用是防止电机在起动时产生过大的起动电流，从而保护电机。
三、罩极异步电动机的工作原理
罩极异步电动机的工作原理与普通异步电动机类似，但由于罩极的存在，电机的起动过程与普通异步电动机有所不同。
当电机启动时，定子线圈中的三相电流会产生一个旋转磁场。
由于罩极与转子导体相连，因此罩极也会随着旋转磁场旋转。
在电机起动初期，罩极的旋转速度比转子的旋转速度要快，因此罩极对转子的导体产生了一个感应
电动势，从而使转子的导体中产生了感应电流。
这个感应电流会产生一个反磁场，抵消电机中的旋转磁场，从而减小了电机的起动电流。
当电机起动到一定速度时，罩极的旋转速度与转子的旋转速度相等，此时罩极对转子导体的感应作用消失，电机进入正常工作状态。
四、罩极异步电动机的应用
罩极异步电动机的设计结构使得其在起动时电流较小，从而可以在一些对电机起动电流要求较高的场合使用。
罩极异步电动机的应用范围很广，包括空调、冷藏设备、风扇等家电领域，以及工业领域的输送机、压缩机、制冷机等设备。
总之，罩极异步电动机是一种特殊的异步电动机，其结构与工作原理与普通异步电动机有所不同。
罩极的设计使得电机起动时电流较小，从而可以在一些对电机起动电流要求较高的场合使用。
在家电和工业领域都有广泛的应用。