第三章-第一节：单相异步电机结构及工作原理（课件）-《电机与电气控制技术》同步教学（ 高等教育出版社）

第三章 单相异步电动机 第一节：单相异步电机结构及工作原理 目 录 目录 Content 仪用互感器 单相异步电机概述 01 单相异步电动机的结构 02 单相异步电动机工作原理 03 单相异步电动机的基本形式 04 单相异步电动机的调速与反转 05 吊扇的运行与调试 案例引入： 单相异步电动机是接单相交流电源运行的异步电动机，其结构简单、成本低廉，只需单相电源，广泛应用于家用电器、电动工具、医疗器械等方面，功率从几瓦到几百瓦，与三相异步电动机相比，效率和功率因数稍低，由于容量不大，故此缺点并不突出。 一、概述 项目任务：现受某商场的委托，要对一批主单相异步电机应用为主的家用电器（包括吊扇、洗衣机、油烟机等）进行返修处理，你若是该项目成员。根据工作需要，你觉得我们是不是要掌握以下知识和技能： 理解单相异步电动机结构特点； 会分析单相异步电动机工作原理； 掌握单相异步电动机主要类型； 会应用单相异步电动机； 一、概述 项目重点： 单相异步电动机结构特点 单相异步电动机工作原理 单相分相式异步电动机 单相罩极式异步电动机 单相异步电动机的调速与反转 项目难点： 单相异步电动机的调速与反转 一、概述 特点： 接单相交流电源运行 其结构简单、成本低廉 功率从几瓦到几百瓦 效率和功率因数比三相异步电动机稍低 应用 ： 广泛应用于家用电器、电动工具、医疗器械等方面， 二、单相异步电机的结构 单相异步电动机采用普通鼠笼式转子。定子上有两相绕组，在空间互差90电角度，一相为主绕组，又称为运行绕组；另一相为副绕组，又称起动绕组。一相绕组单独通入交流电流时，产生的磁动势。两相绕组同时通入相位不同的交流电流时，在电机中产生的磁动势一般为椭圆旋转磁动势，特殊情况下可为圆形旋转磁动势。 两相绕组，在空间 互差90度电角度 . 主绕组(运行绕组 ) 副绕组(起动绕组) 二、单相异步电机的结构 吊扇单相异步电动机 二、单相异步电机的结构 风扇单相异步电动机 二、单相异步电机的结构 三、单相异步电动机的工作原理 （一）运行绕组单独通电时的机械特性 脉振磁势 脉振磁动势F可以分解为两个转向相反、转速相同、幅值相等的旋转磁动势F+和F- t1时 （一）运行绕组单独通电时的机械特性 脉振磁动势对应的 转矩Tem为F+和F- 对应的T+和T-的 叠加。 F+对应的T+ F_对应的T_ 合成转矩T 三、单相异步电动机的工作原理 （一）运行绕组单独通电时的机械特性 特点： 启动时，正负转矩大小相等，方向相反，合成转矩为零。即单相异步电动机不能自行启动 在S=1的两边，合成转矩是对称于原点的曲线，因此单相异步电动机没有固定的转向，用某一启动措施，使启动时转子得到某一方向的启动转矩，转子即按该方向旋转。单相异步电动机如果只有运行绕组，可以运行但不能自行起动。 三、单相异步电动机的工作原理 （二） 两相绕组通电时的机械特性 在电机内部布置两套绕组称之为主绕组和副绕组，这两套绕组在空间相差90°电角度；流过的电流相差90 °相位。 对其产生的磁势进行分析： 主绕组磁势FA轴线方向 辅绕组磁势FB轴线方向 t i FB FA t1 t2 t3 t4 FA- FA+ FB+ FB- F合成 FA- FA+ FB+ FB- F合成 FA- FA+ FB+ FB- F合成 FA- FA+ FB- FB+ F合成 t1时刻 t2时刻 t3时刻 t4时刻 结论： 合成磁势幅值不变，其位置随时间按角度而变。 即为一圆形旋转磁势。起动转矩大于 0 旋转磁场是从电流超前相转向滞后相； 转子也从电流超前相转向滞后 相。 调换主绕组或辅绕组的头 尾 磁场特点： 电机旋转方向： 改变电机转向： 椭圆旋转磁动势时的机械特性 如果两套绕组流过的电流相位相差不为900,则其磁势亦可分解为两个方向，只是两个方向的旋转磁势大小不同，S=1时其合成起动转矩不等于0，磁场为椭圆形。 四、单相异步电动机的基本形式 （一）电阻分相单相异步电动机 匝数较少，导线截面较小，与运行绕组相比，电抗小而电阻大 两电流不同相 产生椭圆旋转磁动势，使电动机能够自行起动 一般采用离心开关 相位差不大，因而起动转矩不大，只能用于空载和轻载起动的场合。 （二） 电容分相单相异步电动机 1. 电容起动单相异步电动机 电容的大小合适时，起动绕组的电流位差接近900电角度，这样可使起动时电机中 的磁动势接于圆形.起动转矩较大。 （二） 电容分相单相异步电动机 2 .电容运转单相异步电动机 可以提高电动机运行时的功率因数和效率，运行性能优于电容起动电动机。 起动和运行 时都接入 （二） 电容分相单相异步电动机 3 .电容起动运转单相异步电动