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单相串励电动机

归档日期:07-09       文本归类:工作频率      文章编辑:爱尚语录

  8.单相串励电动机 单相串励电动机 普通高等教育“十一五”国家级规划教材 8.单相串励电动机 将一台直流串励电动机接到交流电源上,由于励磁电流 If 与电枢电流 Ia 为同一电流,由 If 产生的主磁通与电枢电流 同时改变方向,因此由它们产生的电磁转矩虽然是个脉动转 矩,但其方向始终如一,不随电流而改变方向,可以输出平 均转矩。即从原理上讲,直流串励电机接到交流电源上仍能 工作。 实际上该电机的运行情况恶劣,甚至不能运转,原因有: 1. 直流电机的磁极铁心定子磁轭均系铸钢制成,交变磁通 将在其中产生很大的涡流和磁滞损耗; 2. 交变电流在励磁和电枢绕组中产生很大的阻抗压降,致 使电枢电势Ea和电磁功率变小; 3. 在换向元件中新增了短路电势,换向将发生困难。 普通高等教育“十一五”国家级规划教材 8.单相串励电动机 改进措施: 1. 为减小铁心损耗,单相串激电动机的整个磁路均由电工 钢片叠成; 2. 为减小电抗压降,励磁线圈的匝数应尽可能少,并加设 补偿绕组,以补偿电枢所产生的电抗电压降。励磁绕组匝数 减少,必然使主磁通减小,为使电机仍能产生所需的转矩, 电枢导体数必须增加,也就是说,电枢绕组的电抗也将增加。 但因电枢反应磁通对于电动机的运行只有害处,没有好处, 故可用补偿绕组把它抵消; 单相串激电动机的结构除上述定子磁路系统由电工钢片 叠成外,其余与直流电机并无原则差别。定子上装有励磁绕 组F、补偿绕组C和换向极绕组K,它们与转子电枢绕组均串 联联接。 普通高等教育“十一五”国家级规划教材 8.单相串励电动机 1 2 1-换向片; 2-塑料壳体; 3-云母片 3 3 普通高等教育“十一五”国家级规划教材 8.单相串励电动机 ?原理与结构 施加单相交流电源的直流电动机 普通高等教育“十一五”国家级规划教材 8.单相串励电动机 (a) 直流串励 (b) 交流串励 普通高等教育“十一五”国家级规划教材 8.单相串励电动机 ?工作特性 励磁磁通 ? d 电枢磁通 ? q pN n? dm sin ?t 旋转电势: e ? Ce n? d ? 60a ? 2Wa f R ? dm sin ?t ? 2E sin ?t fR ? pn 60 1 Ce n? dm 2 若计及换向元件损耗和铁耗,磁通?d在 相位上滞后电流 if 一个?0角,即 E ? 2Wa f R ? dm ? 普通高等教育“十一五”国家级规划教材 8.单相串励电动机 ? d ? ? dm sin( ?t ? ? 0 ) ? ? ? 2Wa f R ? ? dm E 变压器电势: ?d在励磁绕组中产生的变压器电势 d? d ed ? ?W f ? 2Ed sin( ?t ? ?0 ? 90?) dt 对应的相量形式(滞后磁通90度): ? d ? ? j 4.44 fW f ? ? dm E 普通高等教育“十一五”国家级规划教材 8.单相串励电动机 变压器电势 ?q在电枢绕组中感应产生的变压器电动势 ? q ? ? qm sin ?t d? q eq ? ?Wa ? 2Eq sin( ?t ? 90?) dt U ? Ed jI ( X a ? X f ) ? Eq 2?U ? q ? ? j 4.44 fWa ? ? qm E E ? Eq Ed ?q ?d ?0 I ?E I (R ? R ) a f ? ? ?E ? ?E ?d ? E ?q ? I ?( Ra ? R f ) ? jI ?( X ?a ? X ?f ) ? 2?U ? U 普通高等教育“十一五”国家级规划教材 8.单相串励电动机 由相量图可得功率因数角?为 Ux Eq ? I ( X ?a ? X ?f ) ? Ed cos ?0 ? E sin ?0 ? ? arctan ? arctan Uy I ( Ra ? R f ) ? Ed sin ?0 ? E cos ?0 ? 2?U 由于?0很小可忽略不计,上式可简化为: Ed ? E q ? ? arctan E 1 Ce n?dm 可见,旋转电势E越大,功率因数越高。因 E ? 2 故转速越高,功率因数越高。 普通高等教育“十一五”国家级规划教材 8.单相串励电动机 ?工作特性 T? I ? f (Te ) I ? f (n) n ? f (Te ) 1 CT ? dm I cos ? 0 2 I I ? f (n) 不考虑饱和,认为磁通与电流成正比 1 ?I2 T? CT C f I 2 cos ? 0 ? CT 2 I ? f (Te ) 为一抛物线。 实际上,因为磁路饱和,后 一段曲线 Te , n 普通高等教育“十一五”国家级规划教材 8.单相串励电动机 I ? f (n) 1 E ? U cos ? ? I ( Ra ? R f ) ? 2Ce n? dm U cos ? ? I ( Ra ? R f ) n? 1 Ce ? dm ? C f I 2 Ra ? R f U cos ? ? ? 2 1 Ce C f Ce C f I 2 0 n ? f (Te ) Ra ? R f U n? ? 2 C? T CeC f n 机械特性曲线 Te 普通高等教育“十一五”国家级规划教材 8.单相串励电动机 1. 当电压一定时,电机转速随转矩的增大而自动减小; n 2. 当负载转矩一定时,降低电枢电压可减小电机转速。 cos? 1 U=UN 0.8UN 0 0.4UN 0.6UN T 0 Te 不同电压时的机械特性 功率因数与转矩的关系 普通高等教育“十一五”国家级规划教材 8.单相串励电动机 ?单相串励电动机的调速 ? 改变电源电压 ? 改变励磁磁通 ? 改变电机绕组串联电阻 普通高等教育“十一五”国家级规划教材 8.单相串励电动机 单相串激电动机速度控制 1.传统上,单相串激电动机通 过一带有分接头的变压器与电 源相连,该变压器兼作起动器 和控制器之用,以实现降压起 动和转速调节 2.可控硅调压调速 可控半波整流 普通高等教育“十一五”国家级规划教材 8.单相串励电动机 M M ~ 晶闸管调压调速 Wf 1 M ~ 串联电抗器调速 Wf 1 M Wf 2 Wf 2 ~ ~ 串励绕组改接调速 (改变励磁磁通) 普通高等教育“十一五”国家级规划教材 8.单相串励电动机 M M 励磁绕组分接头调速 ~ 串联电阻调速 ~ 普通高等教育“十一五”国家级规划教材

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