第八章微电机

反 转
s
s2 0
起动转矩 为零第八。章微电机
8-1 单相异步电动机
鼠笼式转子 导条及电流
.
A•
F
. ..
A'
当定子绕组产生的合成磁场增加时，根据
右手螺旋定则和左手定则，可知转子导条左、
右受力大小相等方向相反，所以没有起动转矩。
第八章微电机
8-1 单相异步电动机
二、单相异步电动机的起动
为了获得所需的起动转矩，单相异步电动机的定子进行了 特殊设计。常用的单相异步电动机有电容分相式异步电动机 和罩极式异步电动机。他们都采用鼠笼式转子，但定子结构 不同。
四 接线原理图
适当选择C的大 小，使i1、i2的相位 差接近90。
+ u1 -
控制绕组 i1
C
U
i2
+
u2
V
-
分相电容 励磁绕组
同时加交流电源u1、u2时，i1、i2的相位差近于90º，产生 两相旋转磁场，转子便能转动起来。
u2反相，旋转磁场转向改变，转子便反转。
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8-2 伺服电动机
五 特点
第8章 微电机
8-1 单相异步电动机 8-2 伺服电动机 8-3 测速发电机 8-4 步进电动机 8-5 自整角机 8-6 微电机的应用
第八章微电机
化学工业出版社
第8章 微电机
8-1 单相电动机
第八章微电机
化学工业出版社
8-1 单相异步电动机
单相异步机采用鼠笼式转子结构，一般容量多在0.75KW以下。
旋转磁场，电机转起来；转动正常以后离心开关被甩开，启 动绕组被切断，而电机仍按原方向继续转动。
I1
~
U
A
WX D
I2 A' ST X'
C K
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8-1 单相异步电动机
（二）罩极式单相异步电机
定子绕组
鼠笼式转子
~
~
i 1 2
短路环
极掌(极靴)
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8-1 单相异步电动机
当电流i 流过定子绕组时，产生了一部分磁通1 ， 同时产生的另一部分磁通与短路环作用生成了磁通2 。 由于短路环中感应电流的阻碍作用，使得2在相位上滞 后1 ，从而在电动机定子极掌上形成一个向短路环方 向移动的磁场，使转子获得所需的起动转矩。
(一) 电容分相式异步电动机
电容分相式异步电动机的定子中放置有两个 绕组，一个是工作绕组 A–A'，另一个是起动绕 组 B–B ' ,两个绕组在空间相隔90º。起动时， B –B '绕组经电容接电源，两个绕组的电流相位相 差近90º，即可获得所需的旋转磁场。
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8-1 单相异步电动机
电容分Hale Waihona Puke Baidu式起动
~
U
ST
A'
I1
A
WD
X
I2 A' ST X'
W A
C
X
K W: 主绕组（工作绕组）
ST：启动绕组
X'
K：离心开关
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8-1 单相异步电动机
电容分相式单相异步 电动机起动原理
I1
~
U
WD
I2
ST
C K
I2
2 1
U
接近90°
I1
i2 i1
t
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8-1 单相异步电动机 i1 t
t=t0
罩极式单相异步电动机起动转矩较小，转向不能 改变，常用于电风扇、吹风机中；电容分相式单相异 步电动机的起动转矩大，转向可改变，故常用于洗衣 机等电器中。
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8-1 单相异步电动机
三、 三相异步电动机的单相运行
三相异步电动机在运行过程中，若其中一相与电源断开， 就成为单相电动机运行。此时电动机仍将继续转动。若此时 还带动额定负载，则势必超过额定电流，时间一长，会使电 动机烧坏。这种情况往往不易察觉，在使用电动机时必须注 意。如果三相异步电动机在起动前就断了一线，则不能起动 ，此时只能听到嗡嗡声，这时电流很大，时间长了，也会使 电动机烧坏。
洗衣机电动机
电容运转单相机
电风扇电动机 单相异步电第八动章微机电产机 品图
制冷压缩机
8-1 单相异步电动机
*一、单相异步电动机的工作原理
结构：定子放单相绕组（其中通220V单相交流电）
转子一般用鼠笼式。
转子
定子
定子 绕组
•
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8-1 单相异步电动机
在电流正半周？
在电流负半周？
S •
N
i1
1. 转子电阻较大，机械特性软，起动转矩大，因此起 动迅速，反应灵敏，稳定运行范围变宽，有利于转速调节。
2. u1不变，u2从额定值U2下降时，机械特性曲线近于 平行下移。
n
U2 0.8U 2 0.6U 2
优点：运行平稳，噪音小。 缺点：转速变化与控制电压是非 线性关系。
O TL
t
220V~
i1
当定子绕组产生的合成磁场增加时，根据右手螺旋定则和左
手定则，可知转子导条左、右受力大小相等方向相反，所以没有
起动转矩。
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8-1 单相异步电动机
转子借助其它力量转动后，外力去除后仍按原方 向继续转动。其原理分析如下：
定子绕组产生的脉动磁场（），可用正、反两个旋转磁场 合成而等效。即：
ΦΦΦ-
m
t
- = + = m/2 - +
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8-1 单相异步电动机
脉动磁场的分解
④⑤ ⑥ ⑦
①②③
⑧⑨
-
+
+
① ③ ⑤
⑦
⑨
- +
②
④⑥ 第八章微电机
⑧
8-1 单相异步电动机
正反向旋转磁场的合成转矩特性
s1 0 s2 2
T
（正向）
1
s1 s2 1 合成转矩
正 转
s1 2
T 2（反向）
空心杯式转子通常 用铝合金或铜合金制成 空心的薄壁圆筒，与转 轴一起转动，可看成由 无数并联的导体组成。
第八章微空电心机杯式转子伺服电动机的结构
8-2 伺服电动机
控制绕组 励磁绕组
内定子，为 了减小磁 路的磁阻
杯形转子， 为了减小 转动惯性
空心杯式转子伺服电动机的结构
第八章微电机
8-2 伺服电动机
第八章微电机
第8章 微电机
8-2 伺服电动机
第八章微电机
8-2 伺服电动机
用在自动控制系统和计算机装置中作为执行元件，用 来驱动控制对象，又称执行电机。
一 功能： 接收电信号→输出电动机轴上的角位移或角速度。
二 分类 按电源性质分类
交流伺服电动机 直流伺服电动机
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8-2 伺服电动机
三 结构 交流伺服电动机是一种两相交流异步电动机。定子上装有 空间互差90的两个绕组：励磁绕组和控制绕组。 转子有两种：笼型、空心杯式。
ST
I1
A'
~
U
A
WX D
I2 A' ST X' W
SN
A
X
C
K
X'
第八章微电机
8-1 单相异步电动机
i1 t
t=t0 t=t1
A'
W
SN
A
X
W A
X'
t=t0
第八章微电机
磁场逆时针 方向旋转
A'
N SX
X'
t=t1
8-1 单相异步电动机
工作原理: 启动时开关K闭合，使两绕组电流相位差约为90°，从而产生