單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)課件

1、10單相及特殊用途的電動(dòng)機(jī) 110.1 萬用電動(dòng)機(jī) 要設(shè)計(jì)一部單相電機(jī)，最簡(jiǎn)單的方法可能是拿一部直流電機(jī)而將其接於交流電源運(yùn)轉(zhuǎn)。 由於電樞電流與場(chǎng)電流必須同時(shí)反轉(zhuǎn)，以上的設(shè)計(jì)將只適用於串激直流電動(dòng)機(jī)（見圖 10-1）。為了使串激直流電動(dòng)機(jī)能在交流輸入下有效的工作，電動(dòng)機(jī)的磁極及定子框架必須完全由薄鋼片組成。如果不這麼做，鐵心損失將十分的嚴(yán)重。我們常將磁極及定子均以薄鋼片組成的電動(dòng)機(jī)稱為萬用電動(dòng)機(jī)（universal motor），因?yàn)樗鼈兛梢酝瑫r(shí)操作於直流或交流電源之下。 2圖 10-1 萬用電動(dòng)機(jī)的等效電路。 3典型的萬用電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩-速度曲線如圖 10-2 所示?；兑韵碌膬蓚€(gè)原因，此曲線將

2、與由直流電源驅(qū)動(dòng)之同一電動(dòng)機(jī)特性曲線有所不同圖 10-2 萬用電動(dòng)機(jī)操作於直流及交流電源時(shí)之轉(zhuǎn)矩-速度特性比較。 41. 電樞與磁場(chǎng)線圈在 50 赫茲或在 60 赫茲之下會(huì)有很大的 電抗。這會(huì)造成輸入電壓在這些電抗上有明顯的壓降。如此一來，在交流輸入情況下的內(nèi)電壓 EA 將比直流輸入情況下低。由於 EAK，若電樞電流與感應(yīng)轉(zhuǎn)矩給定時(shí)，交流操作下之電動(dòng)機(jī)將比直流操作下慢。52.另外，由於交流電壓的峯值是均方根值的倍，因此磁飽和可能會(huì)在電動(dòng)機(jī)電流達(dá)到峯值時(shí)產(chǎn)生。這飽和現(xiàn)象會(huì)在給定的電流準(zhǔn)位下減少電動(dòng)機(jī)磁通的均方根值，進(jìn)而降低電動(dòng)機(jī)之感應(yīng)轉(zhuǎn)矩。而對(duì)直流電動(dòng)機(jī)而言，磁通的降低將相對(duì)的造成轉(zhuǎn)速增加，這個(gè)

3、效應(yīng)將對(duì)第一點(diǎn)所造成之速度減低提供部分的補(bǔ)償。 6萬用電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用萬用電動(dòng)機(jī)較不適合於定轉(zhuǎn)速的應(yīng)用。它的體積較小，且每安培可提供的轉(zhuǎn)矩較任何單相電動(dòng)機(jī)均為大，適用於需要重量輕及高輸出轉(zhuǎn)矩的場(chǎng)合。 萬用電動(dòng)機(jī)的速度控制控制萬用電動(dòng)機(jī)速度之最佳方法為控制其輸入電壓之均方根值。輸入電壓之均方根值愈高，電動(dòng)機(jī)之轉(zhuǎn)速將愈快。典型萬用電動(dòng)機(jī)之轉(zhuǎn)矩-速度特性曲線對(duì)速度變化情形，如圖 10-3 所示。7圖 10-3 改變?nèi)f用電動(dòng)機(jī)的端電壓對(duì)轉(zhuǎn)矩-特性曲線造成的影響。810.2 單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)之簡(jiǎn)介 圖 10-5 為一具有鼠籠式轉(zhuǎn)子及單相定子之感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)有一極不利的缺點(diǎn)。由於它的定子上只有單相繞

4、組，單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)將不會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。由於單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)沒有旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，因此單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)沒有啟動(dòng)的轉(zhuǎn)矩。 由於定子磁場(chǎng)並不旋轉(zhuǎn)，定子磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子便沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。轉(zhuǎn)子沒有因相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的電壓及電流，同時(shí)也就不會(huì)有感應(yīng)轉(zhuǎn)矩。事實(shí)上，轉(zhuǎn)子上有由變壓器反應(yīng) d/dt 產(chǎn)生的感應(yīng)電壓，而由於轉(zhuǎn)子線圈是短路的，電流亦在轉(zhuǎn)子中流動(dòng)。但此一產(chǎn)生的磁場(chǎng)與定子的磁場(chǎng)成一直線，將無法在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生淨(jìng)轉(zhuǎn)矩。 9圖 10-5 單向感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。其轉(zhuǎn)子與三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)相同，但定子只有單相。 10圖 10-6 單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)的狀況。定子繞組在轉(zhuǎn)子上感應(yīng)反向的電壓及電流。產(chǎn)生與定子磁場(chǎng)成一直流的轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)。ind0。 11單

5、相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的雙旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)理論單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的雙旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)理論，基本上是將靜止的脈動(dòng)磁場(chǎng)分解成兩個(gè)大小相同卻旋轉(zhuǎn)方向相反的磁場(chǎng)。這兩個(gè)磁場(chǎng)將分別影響感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，同時(shí)電動(dòng)機(jī)所生的淨(jìng)轉(zhuǎn)矩則為此二磁場(chǎng)所感應(yīng)出的轉(zhuǎn)矩之總和。靜止磁場(chǎng)的磁通密度如下式所示BS(t)(Bmax cost) j（10-1） 12順時(shí)鐘方向旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)可以下式表示（10-2）逆時(shí)鐘方向旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)則可以表示成（10-3） 13圖 10-7 將單相脈動(dòng)磁場(chǎng)分解成兩個(gè)同大小但旋轉(zhuǎn)方向相異的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。注意任何時(shí)刻兩磁場(chǎng)的和均在垂直平面上。 14圖 10-7 (續(xù)） 15順時(shí)鐘與逆時(shí)鐘方向旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)的總和即為靜止的脈動(dòng)磁場(chǎng) BSBSBCW(t

6、)BCCW(t)（10-4）在單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)中，順向和逆向的磁場(chǎng)均是由同一個(gè)電流所產(chǎn)生。由於兩個(gè)磁場(chǎng)均存在，正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)（有很高的等效轉(zhuǎn)子電阻 R2 /s）將限制電動(dòng)機(jī)的定子電流（此電流會(huì)同時(shí)產(chǎn)生正向及反向的磁場(chǎng)）。 16圖 10-10當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子被強(qiáng)迫反轉(zhuǎn)，BR 與 BS 間的角度趨近 180 。 17圖 10-11 所示只是單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的平均淨(jìng)轉(zhuǎn)矩，兩倍定子頻率的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。這些轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的成因乃是因?yàn)樵诿窟L期中正向與反向磁場(chǎng)會(huì)互相交會(huì)兩次。 18圖 10-11 單向電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩-速度特性線。此圖將反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的電流限制考慮進(jìn)來。 19單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的交磁理論單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的交磁理論主要考慮

7、當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，定子磁場(chǎng)將會(huì)在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體上感應(yīng)出電壓及電流。以某種方法使得轉(zhuǎn)子開始轉(zhuǎn)動(dòng)的單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，如圖 10-12a 所示轉(zhuǎn)子的導(dǎo)體上將感應(yīng)出電壓，轉(zhuǎn)子電壓會(huì)使得轉(zhuǎn)子中有電流流動(dòng)，由於轉(zhuǎn)子上的極大電抗，電流將落後電壓約 90。而由於轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速接近同步速度，轉(zhuǎn)子電流的 90 落後將造成峯值電流與峯值電壓間的 90 相角差。產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)如圖 10-12b 所示。20圖 10-12 (a) 以交磁理論解釋之單向感應(yīng)電動(dòng)機(jī)中的感應(yīng)轉(zhuǎn)矩。如果定子磁場(chǎng)是脈動(dòng)的，它將會(huì)依圖上的標(biāo)示在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體上感應(yīng)電壓。無論如何，轉(zhuǎn)子電流落後於轉(zhuǎn)子電壓幾乎 90。而若轉(zhuǎn)子是轉(zhuǎn)動(dòng)的，轉(zhuǎn)子電流的峯值將會(huì)落後於電壓一個(gè)角度。2

8、1圖 10-12 (續(xù)) (b) 此一轉(zhuǎn)子電流將產(chǎn)生落後定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)一個(gè)角度的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。 22由於轉(zhuǎn)子上的損失，轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)會(huì)比定子磁場(chǎng)略小且在空間與時(shí)間上均與定子磁場(chǎng)相差 90 。如果在不同的時(shí)間將此二磁場(chǎng)加入，將可得到一個(gè)反時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)（參見圖 10-13）。 23圖 10-13 (a) 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的大小對(duì)時(shí)間的函數(shù)。24圖 10-13(續(xù)) (b) 不同時(shí)間下轉(zhuǎn)子與定子磁場(chǎng)之向量和，此圖顯示淨(jìng)磁場(chǎng)是反轉(zhuǎn)的。 2510.3 單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng) 有三種方法可用來啟動(dòng)一單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，同時(shí)電動(dòng)機(jī)也依此來分類。1. 分相繞組法2. 電容啟動(dòng)繞組3. 蔽極啟動(dòng)法上述的三種方法均是使電動(dòng)機(jī)中的

9、兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的大小不同，從而使得電動(dòng)機(jī)順著某方向啟動(dòng)。 26分相繞組法分相繞組法是在單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)中裝置兩組繞組，一為主繞組（M），而另一為輔助繞組（A）（見圖 10-14）。這兩個(gè)繞組在電氣上相差 90，輔助繞組將在電動(dòng)機(jī)到達(dá)一預(yù)設(shè)之速度時(shí)，由離心開關(guān)切離。輔助繞組較主繞組有較高的電阻/電抗比，因此輔助繞組上的電流將會(huì)超前於主繞組電流。27圖 10-14 (a) 分相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。(b) 啟動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)中的電流。 28由圖 10-15 可了解輔助繞組的功能。由於輔助繞組的電流超前於主繞組電流，因此輔助繞組的磁場(chǎng)峯值 BA 亦會(huì)超前於主繞組的磁場(chǎng)峯值 BM。由於 BA 之峯值較 BM 早產(chǎn)生，如此

10、將產(chǎn)生一逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的淨(jìng)磁場(chǎng)。 大部分應(yīng)用在不需很高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的場(chǎng)合。諸如風(fēng)扇、吹風(fēng)機(jī)及離心式抽水機(jī)等。 29圖 10-15 由於 IA 之峯值超前於 IM，將有一個(gè)反時(shí)針的淨(jìng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩-速度特性曲線如 (c) 所示。 30圖 10-15 (續(xù)) 31圖 10-16 分相電動(dòng)機(jī)的剖面圖，其中有主繞組，輔助繞組及離心開關(guān)。 32電容啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)在電容啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)中（圖 10-17），電容與電動(dòng)機(jī)中的輔助繞組串聯(lián)。適當(dāng)?shù)倪x擇電容的大小，可使得輔助繞組的磁動(dòng)勢(shì)等於主繞組的磁動(dòng)勢(shì)，且輔助繞組的電流超前主繞組 90 。當(dāng)這兩個(gè)繞組在空間上相差 90 時(shí)，電流的 90 相角差將會(huì)產(chǎn)生一固定大小的定子旋

11、轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，而電動(dòng)機(jī)將予以三相電源啟動(dòng)之特性相同。在這種情況下，電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩將會(huì)達(dá)額定值的 300% 以上（圖 10-18）。 電容啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)較分相電動(dòng)機(jī)昂貴，故多用於需要較高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的場(chǎng)合，典型的應(yīng)用為壓縮機(jī)，幫浦，冷氣機(jī)及其他需要高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的設(shè)備。（見圖 10-19） 33圖 10-17 (a) 電容啟動(dòng)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。 (b) 啟動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)中的電流角。 34圖 10-18 電容啟動(dòng)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩-速度特性曲線。 35圖 10-19 (a) 電容啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)。36圖 10-19 (b) 電容啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)的內(nèi)部。 37永久分相電容及電容啟動(dòng)電容運(yùn)轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)由於啟動(dòng)電容對(duì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速特性曲線有很

12、大的改善，因此有時(shí)會(huì)將一小電容永久的留在電動(dòng)機(jī)電路中。如果適當(dāng)?shù)倪x擇電容大小，電動(dòng)機(jī)將與三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)相同，在某一特定的負(fù)載下有一完美的固定大小之旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。以這個(gè)方式設(shè)計(jì)的電動(dòng)機(jī)通常稱為永久分相電容電動(dòng)機(jī)或電容啟動(dòng)-運(yùn)轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)（圖 10-20）。在正常的負(fù)載情況下，永久分相電容電動(dòng)機(jī)較傳統(tǒng)的單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)較有效率，有更高的功因及更平滑的轉(zhuǎn)矩曲線。 38圖 10-20 (a) 永久電容分相電動(dòng)機(jī)。(b) 此一電動(dòng)機(jī)之轉(zhuǎn)矩-速度特性線。 39如果同時(shí)需要高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩及良好的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，有時(shí)必須在輔助繞組上使用兩個(gè)電容器。裝置兩個(gè)電容的電動(dòng)機(jī)通常稱為電容啟動(dòng)電容運(yùn)轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)或雙值電容電動(dòng)機(jī)（見圖 10-2

13、1）。較大的電容用於啟動(dòng)，可以保證啟動(dòng)時(shí)主繞組電流及輔助繞組電流的大略平衡及提供非常高的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。當(dāng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)至某一特定速度時(shí)，離心開關(guān)打開，輔助繞組上只剩下一較小的永久電容，此一電容足以使得正常負(fù)載下的電流平衡，同時(shí)使得電動(dòng)機(jī)可以較有效率的提供高轉(zhuǎn)矩及高功因。永久電容大約是啟動(dòng)電容的 10% 至 20% 大小。 40圖 10-21 (a) 電容啟動(dòng)，電容運(yùn)轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī) (b) 此一電動(dòng)機(jī)之轉(zhuǎn)矩-速度特性線。 41蔽極電動(dòng)機(jī)蔽極電動(dòng)機(jī)是只有主繞組的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。它並沒有輔助繞組，但相對(duì)的蔽極電動(dòng)機(jī)在主磁極上有凸極，且凸極上繞有短路線圈，稱為蔽極線圈（shading coil）（見圖 10-22a）。

14、主繞組將在磁極上產(chǎn)生時(shí)變的磁通，當(dāng)磁通改變時(shí)，蔽極線圈上將感應(yīng)出一電壓電流，以反抗磁通之變化，這種反抗現(xiàn)象導(dǎo)致主磁通變化遲緩，繼而造成兩反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)輕微不平衡。這將造成一淨(jìng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，淨(jìng)轉(zhuǎn)動(dòng)方向乃是由主磁極上沒有蔽極線圈的一邊到有蔽極線圈的一邊。此一方法通常只用於非常小（小於 1/20 馬力）且只須非常小啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的場(chǎng)合。但在上述的場(chǎng)合下，蔽極電動(dòng)機(jī)是最便宜的選擇。 42圖 10-22 (a) 蔽極感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。(b) 此一電動(dòng)機(jī)之轉(zhuǎn)矩-速度特性線。 43各種單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的比較 下列為根據(jù)啟動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)特性的優(yōu)劣，依序列出最好到最差的單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)1. 雙值電容電動(dòng)機(jī)2. 電容啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)3. 永久分相

15、電動(dòng)機(jī)4. 分相電動(dòng)機(jī)5. 蔽極電動(dòng)機(jī)4410.4 單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)之速度控制 對(duì)於鼠籠式的電動(dòng)機(jī)而言，可用的有下列三種控速方法1.改變定子頻率。2.改變極數(shù)。3.改變外加電壓 VT。 4510.5 單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)之電路模型 本節(jié)主要是以雙旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)理論來導(dǎo)出電動(dòng)機(jī)的等效電路。當(dāng)電動(dòng)機(jī)靜止時(shí)，它就像是一個(gè)二次側(cè)短路的單相變壓器，因此其等效電路將如圖 10-27a 所示，與變壓器的等效電路相同。電動(dòng)機(jī)在靜止時(shí)，氣隙中之脈動(dòng)磁通可以分成兩個(gè)同大小但反向旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)。由於這兩個(gè)磁場(chǎng)的大小相同，它們?cè)谵D(zhuǎn)子電路上的電阻及電抗上所產(chǎn)生的壓降亦會(huì)相等。我們可以將轉(zhuǎn)子分成兩個(gè)部分，藉以表示出兩個(gè)磁場(chǎng)的影響（圖 10

16、-27 b）。 46圖 10-27 (a) 單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)靜止時(shí)之等效電路。只有主繞組內(nèi)有能量。(b) 正向及反向磁場(chǎng)效應(yīng)分開之等效電路。 47對(duì)正向的磁場(chǎng)而言，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的速度及正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)速度的標(biāo)么差即為轉(zhuǎn)差率 s，因此，在此部分的轉(zhuǎn)子電阻將變成 0.5R2 /s。正相旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)速度是 nsync，反相旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)速度則為 nsync。正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)速度及反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)速度的標(biāo)么差為 2。由於轉(zhuǎn)子是以低於正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)一個(gè)轉(zhuǎn)差率的速度旋轉(zhuǎn)，因此轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度與反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)速度的標(biāo)么差為（2s）。相對(duì)於此部分的轉(zhuǎn)子電阻將變成 0.5R2 /（2s）。 48單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)等效電路之電路分析可以應(yīng)用

17、至三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)之轉(zhuǎn)矩及功率的關(guān)係式亦可應(yīng)用在單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的正向及反向成分上，而單向感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的淨(jìng)轉(zhuǎn)矩則為正向成分與反向成分的差值。圖 10-29 為可供參考的單向感應(yīng)電動(dòng)機(jī)之功率流向圖。 我們定義兩個(gè)阻抗，ZF 及 ZB，其中 ZF 為相對(duì)於正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)所有阻抗之等效阻抗，ZB 則為相對(duì)於反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)所有阻抗之等效阻抗。49圖 10-28 單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)某一速度下之等效電路。只有主繞組內(nèi)有能量。 50圖 10-29 單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的功率流向圖。51（10-5）（10-6） ZF 及 ZB，流入電動(dòng)機(jī)定子線圈的電流變成（10-7）52正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)中所產(chǎn)生之氣隙功率為消耗於正向

18、成分轉(zhuǎn)子電阻 0.5 R2 /s 上的功率，而反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)中所產(chǎn)生之氣隙功率則為消耗於反向成分轉(zhuǎn)子電阻 0.5R2 / (2s) 上的功率。因此，電動(dòng)機(jī)的氣隙功率可由正向電阻 0.5 R2 /s 所產(chǎn)生的功率，反向電阻 0.5 R2 / (2s) 的功率，以及上述二者之差值計(jì)算出來。正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)上產(chǎn)生的氣隙功率可表示成 （10-8） 53反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)上產(chǎn)生的氣隙功率可表示成（10-9） 單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)中的總和氣隙功率為（10-10） 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)中的感應(yīng)轉(zhuǎn)矩可由下式獲得（10-11） 54PAG 即為式（10-10）中所定義的淨(jìng)氣隙功率。PRCLPRCL,FPRCL,B （1

19、0-12） 單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的正向轉(zhuǎn)子銅損為PRCL,FsPAG,F（10-13）反向轉(zhuǎn)子銅損則為PRCL,BsPAG,B（10-14）雖然這兩項(xiàng)轉(zhuǎn)子損失式在不同的頻率下得到，轉(zhuǎn)子的總損失仍為此二者之加總。 55單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)中電功率所產(chǎn)生的機(jī)械功率如 Pconv，以下式表示Pconvindm（10-15）由於 m(1s)sync，上式可改寫成Pconvind(1s)sync（10-16）由式（10-11），PAGindsync，所以Pconv 可以表示成Pconv(1s) PAG（10-17） 5610.6 其他形式的電動(dòng)機(jī) 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是設(shè)計(jì)成當(dāng)接受控制單元的一個(gè)信號(hào)脈衝時(shí)便前進(jìn)固定

20、角度的同步電動(dòng)機(jī)，通常一個(gè)脈衝將使電動(dòng)機(jī)前進(jìn) 7.5 或 15。此類的電動(dòng)機(jī)多用於控制系統(tǒng)中，因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)的主軸或其他機(jī)械結(jié)構(gòu)可以被很準(zhǔn)確的控制。當(dāng)增加步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的極數(shù)時(shí)，每一步所前進(jìn)的度數(shù)將可減少。由式（4-31）可看出機(jī)械角度，極數(shù)及電角度間的關(guān)係為（10-18） 57表 10-1 兩極步進(jìn)電動(dòng)機(jī)中之轉(zhuǎn)子位置與電壓的關(guān)係 58圖 10-38 (a) 簡(jiǎn)單的三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)及其控制單元?？刂茊卧妮斎霝橐恢绷麟娫醇耙贿B串的脈衝。59圖 10-38 (b) 當(dāng)一連串的脈衝控制信號(hào)輸入時(shí)，控制單元的輸出電壓。(c) 脈衝數(shù)與控制單元輸出電壓的關(guān)係表。60圖 10-39 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的操作(a) 在 a 相的定子輸入電壓 V，產(chǎn)生 a 相電流進(jìn)而產(chǎn)生定子磁場(chǎng) BS，BR 與 BS 之間的交互作用會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)子上的反向轉(zhuǎn)矩。(b) 當(dāng)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)與定子磁場(chǎng)連成一直線後，淨(jìng)轉(zhuǎn)矩降為零。(b) 在 c 相的定子輸入電壓V，產(chǎn)生 c 相電流進(jìn)而產(chǎn)生定子磁場(chǎng) BS，BR 與 BS 之間的交互作用會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)子上的反向轉(zhuǎn)矩。使轉(zhuǎn)子可以固定在新的位置上。 61步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的速度可以由式（10-18）及控制單元每單位時(shí)間輸入的脈衝數(shù)決定