若 i if ia 2 I sint 则 d dm sin(t 0 ) 取电动势 e 的参考向与电流相同时， E& 2Na fR&dm
2. d 在励磁绕组中产生的变压器电动势
ed
Nf
dd
dt
N f dm cos(t 0 )
2Ed sin(t 0 900 )
Ed 4.44 fN f dm E&d j4.44N f &dm
（2）采用金属外壳对电机屏蔽，并将屏蔽接地； （3）将两个励磁绕组对称的接在电枢两端，增加高频传输阻抗； （4）加滤波器，电容容量为0.1~1µF，电感值约为50~500µH。
第六节 单相交流串励电动机的应用
优点：转速高；调速方便；起动转矩大；过载能力强。 缺点：噪声大；无线电干扰严重。 应用领域 1. 电动工具
手电钻、冲击钻、电刨、电锯、电动螺丝刀等。 2. 医疗器械
牙钻等 3. 家用电器
电吹风、吸尘器、绞肉机、豆浆机等。
3. q在电枢绕组中产生的变压器电动势
ia q
q qm sin t
eq
Na
dq
dt
Naqm cost
与电流同相位
2Eq sin(t 900 )
E&q j4.44 fNa&qm
三、电压方程式和相量图
U& I&(Ra Rf ) jI&(xa x f ) 2U& E& E&d E&q U& E& E&d E&q I&(Ra Rf ) jI&(xa x f ) 2U&
单相交流串励电动机是交流换向器电动机的一种。
交流换向器电动机
按相数分 单相交流换向器电动机 多相交流换向器电动机
按气隙磁场分
脉振磁场 旋转磁场
单相交流串励电动机的特点
①使用方便。交直流两用，调压调速。 ②转速高、体积小、重量轻。
D2L T P C n T D2L ③起动转矩大，过载能力强。 Tst (4 ~ 6)TN
四、电磁转矩
Te CTd (t)i(t) CTdm sin(t 0 ) 2I sin t
1 2
CTdm I
cos0
cos(2t
0
)
T
T2
f
T
1 2
CTdm
I
cos
0
平均转矩
T2 f
1 2
CTdm
I
cos(2t
0
)
交变转矩，平均值为零，使 电机振动和噪音增大。
五、特性
U C, I f (Te ) ； I f (n) ；n f (Te ) ；cos f (Te)
对于直流串励电动机
U E Ia (Ra Rf ) 2U E Ce n
对于交流串励电动机
u
i
i f ia
d q
脉振磁通，频率为电源频率
一、磁通
u
i
i f ia
d q
二、感应电动势
电枢绕组切割 d 旋转电动势e d 交变，在励磁绕组中感应变压器电动势 ed q 交变，在电枢绕组中感应变压器电动势 eq
1 2
Cedm
1 2
CeC
f
I
CeC f
3. n f (Te)
T CT' I 2
I T / CT'
n U cos 2 Ra Rf
C T
CeC f
软特性，随着负载增加，转速自动降低，过 载能力强。
I
n Te
n
Te
图8-19 单相串励电机的机械特性
4. cos f (Te )
arctan Ed Eq 4.44 f (N f dm N a qm )
U 系列 24V, 110V, 220V, 15~180W, 3600， 4000, 4500, 5600r/min 交直流两用
第二节 单相交流串励电动机的基本结构和工作原理
一、基本结构
与小功率直流串励电动机结构相同。
定子
定子铁心：0.5mm硅钢片叠成。 定子 定子绕组：由圆漆包线绕制的集
中绕组，与电枢绕组串联。 机壳、端盖等。 结构 转子铁心：0.5mm硅钢片叠成。 转子 电枢绕组：由圆漆包线绕组的单迭绕组。 换向器： T型铜排加云母绝缘。
第五节 单相交流串励电动机的噪声和无线电干扰
产生的原因：电机转速高；电刷与换向器滑动接触；绕组换向产生的换向火化。
一、噪声及抑制措施
1. 通风噪声 产生的原因：由冷却风扇转动以及转子表面不光滑产生。 抑制措施：（1）合理的选择风扇的材质、风叶的形状、风扇的外径；
（2）电枢槽口和绕组端部表面尽量光滑平整。 2. 机械噪声 产生的原因：轴承、电刷和换向器的摩擦及转子的不平衡。 抑制措施：（1）选用优质轴承，提高装配质量；
1. 旋转电动势
设 d dm sin t
e
Ced n
PN 60a
ndm
sin t 2Na f R dm sin t
2E sint
式中 E
2 Na f R dm
1 2
Cedm n
；
N 2Na ；a 1
pn fR 60 不是转子感应电动势的频率，电动势频率为电源频率。
由于换向元件损耗和铁耗的存在，磁通 d 在相位上滞后电流if 一个0 角。
第八章 单相交流串励电动机
第一节 概述 第二节 单相交流串励电动机的基本结构和工作原理 第三节 单相交流串励电动机的工作特性 第四节 单相交流串励电动机的调速 第五节 单相交流串励电动机的噪声和无线电干扰
第八章 单相交流串励电动机
本章介绍单相交流串励电动机的结构、工作原理、运行特性和调速方法。
第一节 概述
arctan Ux arctan Eq I (xd x f ) Ed cos0 E sin0
Uy
E cos0 2U I (Rf Ra ) Ed sin0
若0 很小，且忽略漏阻抗压及U 时
arctan Eq Ed
E
磁路不饱和时
Eq、Ed、E I ；E n
n cos
（2）转子严格校动平衡； （3）选用合适的电刷材质、形状和压力。提高换向器的圆度和
表面光洁度。
3. 电磁噪声 产生的原因：转子齿槽产生的周期性单边磁拉力；脉振磁场时磁拉力周期性变化 。 抑制措施：（1）采用斜槽；
（2）增大电机的气隙； （3）采用不均匀气隙。
二、无线电干扰及其抑制
产生的原因：换向火化 抑制措施：（1）改善换向，降低火花等级；
转子铁心
定子铁心
转子铁心
定子
换向器
1
2
1－换向片； 2－塑料壳体；
3
3－云母片
3
二、工作原理
外加直流电压时
U
I
f
Ia
Ia Te CT Ia
u i if ia Im sin t
外加交流电压时
(t) m sin t
Te CT(t)i(t)
磁通和电流同时改变方向，转矩方向不变。
第三节 单相交流串励电动机的工作特性
单相交流串励电 动机的基本系列
DT 系列 220V, 60~800W, 8000~14000r/min DT2系列 220V, 140~1250W, 8000~14300r/min 电动工具
G 系列 220V, 8~750W, 4000， 6000， 8000 12000r/min 用于化工、医疗器械
1. 串晶闸管调速：通过改变晶闸管的导通角，来改变加到绕组上的电压。
2. 串电抗器调速：改变电抗器的抽头，改变加到绕组上的电压。
二、改变励磁磁通调速
励磁绕组串并联转换，串联时磁通大，转速低；并联时磁通小，转速高。
励磁绕组串联
励磁绕组并联
三、串电阻调速
励磁绕组抽头
在电动机回路中串入电阻，降低加到电机的端电压，减小转速。
1. I f (Te )
T
1 2
CTdm I
cos0
1 2
CT C f
I2
cos0
CT' I 2
磁路不饱和时 T I2
2. I f (n)
略去 2U ，认为 0 0
则
E U cos I (Ra Rf )
1 2
Cedm
n
n U cos I (Ra Rf ) U cos 2 Ra Rf
E
1 2
Cedm n
影响 cos 的因素
f cos
n
E
cos
Te
小 大
n n
cos cos
高 低
cos 0.9 ~ 0.95
第四节 单相交流串励电动机的调速
调速方法
n U cos I (Ra Rf )
1 2
ห้องสมุดไป่ตู้
Cedm
（1）改变电压调速
（2）改变励磁磁通调速 （3）串电阻调速
一、改变电压调速