【正文】 即 相應(yīng)的相量圖如右圖所示 ?aI? ?mI? ?aI? ?mI?????????????mamaIjIIjI????0??? ?? mma IjIjI ???mmm III???21????單相電機一相工作時的電 流對稱分量 ?? ? ma IjI ???? ? mm II ???? ?? ma IjI ???mI? ?mI?mI?2022/2/17 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 100 第二節(jié) 單相異步電動機 電壓正序分量和負(fù)序分量的平衡式為 ?????????????ZIUZIUmmmm????式中： 、 是電機正序阻 抗和負(fù)序阻抗 ?Z ?Z相應(yīng)的等效電路如右圖所示 ?? ? mm II ??1U??Z?Z1r1r1x1xmrmrmxmx2r? 2x?2x?)2(2 sr ????2I???2I?2022/2/17 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 101 第二節(jié) 單相異步電動機 正、負(fù)序轉(zhuǎn)子電流 ??????????????????????????????????????????2222222)()(xjsrjxrjxrIIxjsrjxrjxrIImmmmmmmmmm??????????????????????????ZZUIIZIZIUUUmmmmmm????????2022/2/17 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 102 第二節(jié) 單相異步電動機 正、負(fù)序電磁功率 正、負(fù)序電磁轉(zhuǎn)矩 合成轉(zhuǎn)矩 ??????????????????srIPsrIPMM222222222???????????????????srIpTsrIpT22222212221??)2(2 2222221 srIsrIpTTT????????????? ?2022/2/17 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 103 第二節(jié) 單相異步電動機 如略去勵磁電流，則 ? ? 22122211222222 xxsrsrrUII?????????????????? ??? ? 221222122211222222xxsrsrrsrsrUpT??????????????????????????2022/2/17 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 104 第二節(jié) 單相異步電動機 單相異步電動機一相開路時的 Ts曲線圖如下圖所示 T T+ T 1 2 1 0 2 0 S S+ T 僅主繞繞組工作時的 Ts曲線 2022/2/17 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 105 第二節(jié) 單相異步電動機 單相異步電動機一相開路的主要特點： ① 起動轉(zhuǎn)矩等于零 ② 各種性能指標(biāo)都低于三相異步電動機 單相電機的主繞組 m和輔助繞組 a通入相位不同的兩相電流，這 兩相繞組的磁動勢為 txFf an ?c o sc o s ?? )(21)c os (21 txFtxFaa ?? ????)c o s ()90c o s ( ?? ????? txFf mm)]90()[c os (21 ????? ?? txF m)]90()[c os (21 ????? ?? txF m2022/2/17 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 106 第二節(jié) 單相異步電動機 電機內(nèi)部合成磁勢 式中 、 為 a相和 m相的最大值 如果 則 合成磁動勢 ma fff ??aF mFmmNmmaaNaa IpKNFIpKNF 11 , ?????????90?FFF am???????????????)c o s (21)c o s (21)c o s (21)c o s (21txFtxFftxFtxFfma????)c o s ( txFfff ma ?????2022/2/17 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 107 第二節(jié) 單相異步電動機 二、單相異步電動機的起動方法和類型 （一）電容電動機 電容電動機 是將主繞組固定接單相電流，輔助繞組串聯(lián)電容器 后接單相電源，有較高的起動轉(zhuǎn)矩或較好的運行性能。 根據(jù)電容器的不同串接方式可分為以下三種。 單相電容運轉(zhuǎn)異步電動機 m a C U? I? aI?mI?aI?U?I?mI?m?a?2022/2/17 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 108 第二節(jié) 單相異步電動機 單相電容起動異步電動機 單相雙值電容異步電動機 （二）單相電阻起動異步電動機 m a C K m a CR K CS m a R U? I? mI? aI?U?I?aI?mI?2022/2/17 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 109 第二節(jié) 單相異步電動機 三、罩極電動機 單相異步電動機常用的起動方法有裂相起動和罩極起動。 前面介紹的都是 裂相起動 ，定子上有兩相繞組，兩相繞組流過 的電流不同相，形成一個橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場，產(chǎn)生一定起動轉(zhuǎn)矩。 罩極起動 ，定子大多為凸極式，在極上只有一套工作繞組，直 接與單相交流電源相接，在極靴的一邊開有一個小槽，槽中套有一 短路銅環(huán)，成為罩極繞組。 罩極電動機用罩極起動法。 2022/2/17 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 110 第三節(jié) 異步發(fā)電機 一、基本方程式、等效電路和向量圖 異步電機作為電動機運行，其轉(zhuǎn)速只能低于同步轉(zhuǎn)速即 。 如果用另一原動機拖動它的轉(zhuǎn)子使其順著旋轉(zhuǎn)磁場方向旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn) 速大于同步轉(zhuǎn)速，即 ，這時異步電機作為發(fā)電機運行。 在發(fā) 電機運行時， 具有負(fù)值。 與電動機運行比較，在進行電路分析時，各物理量正方向仍按電 動機慣例，即發(fā)電機與電動機具有相同的表達式和等效電路，只有 應(yīng)取負(fù)值，如圖所示。 1nn?1nn?ss1r1x1I?U? mI?mrmxsr2? 2x?2I??異步發(fā)電機等效電路 2022/2/17 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 111 第三節(jié) 異步發(fā)電機 異步發(fā)電機的向量圖 由向量圖可以看出，在發(fā)電機運行狀態(tài)，定子電流與電壓間的相位 差 ， 為負(fù)值，即輸入的有功功率為負(fù)值，這意 味著它實際上向電網(wǎng)輸出有功功率。對無功功率來講，因異步電機 自身不能產(chǎn)生無功功率，仍需由電網(wǎng)供給或用并聯(lián)電容器的方式供 給。 1U?11xIj?11rI?1E?? aI2??2I?1I??rI2??12 EE ?? ??22xIj ???srI 22 ???2I???1I?m??mI??? 901? 1111 c o s ?IUP ?2022/2/17 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 112 第三節(jié) 異步發(fā)電機 二、異步發(fā)電機的運行方式 異步發(fā)電機可以單機運行也可以與電網(wǎng)并聯(lián)運行。 （一）、與電網(wǎng)并聯(lián)運行 這種運行方式其激磁電流由電網(wǎng)提供。由于異步電機的激磁電 流較大，一般大約是 ~ ，所以在發(fā)電的同時，增加 了電網(wǎng) 的無功負(fù)擔(dān)。從經(jīng)濟運行論證，異步機并網(wǎng)運行并不一定有利。并 網(wǎng)運行有如下特點： 其電壓和頻率完全取決于電網(wǎng)的電壓和頻率， 與轉(zhuǎn)速無關(guān)。因此無需調(diào)壓和調(diào)頻，且并網(wǎng)手續(xù)極其簡單，只需注 意轉(zhuǎn)速略大于同步轉(zhuǎn)速，即可投入電網(wǎng)運行。 （二）、單機運行 這種運行方式其激磁電流由并聯(lián)在端點上的電容器供給，這是 因為異步電機實質(zhì)上與電感性元件等效。 NI2022/2/17 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 113 第三節(jié) 異步發(fā)電機 （近似估算） 在額定電壓時的激磁電流和電容電流（均取每相值）應(yīng)分別為 曲線 1表示異步電的空載 特性，是一條飽和曲線。 因為空載時 ，由此得 曲線 2是電容器的特性曲 線。 或 可以由異步電動機空載試驗求得，從而可計算出所需空載運行時的 電容值。 cNcmNmxUIxxUI???1cm II ?mc xxx ?? 1)(111 mc xxxC ??? ??mxx ?1Im U 2 0 1 Ur 2022/2/17 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 114 第四節(jié) 異步電機的制動運行 制動運行是異步電機的又一種運行方式。 異步電動機的制動可以采用機械的方法，也可以采用電磁的方法 常用的電磁制動方法有： 能耗制動； 回饋制動； 反接制動； 正接反轉(zhuǎn)制動 等。 一、反接制動 異步電機運行時，如果轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向與氣隙旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向相反的 話，即轉(zhuǎn)差率 s1,這種運行狀態(tài)為反接制動。 二、正接反轉(zhuǎn)制動 正接反轉(zhuǎn)制動是指定子接線保持原接法不變，如轉(zhuǎn)子在外力推動 下迫使反向旋轉(zhuǎn)，這時電磁轉(zhuǎn)矩是一制動轉(zhuǎn)矩。這種制動的方法主 要用于繞線轉(zhuǎn)子電機作起重用。 2022/2/17 河海大學(xué) 電氣學(xué)院 115 第四節(jié) 異步電機的制動運行 三、能耗制動 能耗制動是在電機斷電后，立即在定子兩相繞組通入直流勵磁電 流，產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩，使電機迅速停轉(zhuǎn)。 四、回饋制動 回饋制動通常用以限制電機轉(zhuǎn)速，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速超過同步轉(zhuǎn)速，則 電磁轉(zhuǎn)矩變?yōu)橹苿愚D(zhuǎn)矩，電機由原來電動機狀態(tài)變?yōu)榘l(fā)電機狀態(tài)， 故又稱發(fā)電機制動。