专题五 单相异步电动机（教案）-四川省职教高考《电机与电气控制技术》（高教版）专题复习讲练测

专题五 单相异步电动机（教案）-《电机与电气控制技术》高教版-专题复习讲练测 [考纲要求] 1. 理解单相异步电动机的结构和工作原理。 2. 熟悉电阻分相单相异步电动机的工作原理和特。 3. 能够描述单相异步电动机在工业生产中的应用及优缺点。 [课时安排] 2课时 [知识梳理] 重点一 单相异步电动机的结构和工作原理。 1. 单相异步电动机的结构。 在单相异步电动机中,专用电动机占有很大比例,它们的结构各有特点,形式繁多。但就其共性而言,单相异步电动机的基本结构和三相异步电动机相仿,也由固定部分(定子)、转动部分(转子)组成,其外形如图3-1所示。 2.两相绕组的旋转磁场。 如图3-5所示,在单相异步电动机定子上放置在空间相差90°的两相定子绕组U1U2和Z1Z2,向这两相定子绕组中通人在时间上相差约90°电角度的两相交流电流之和i,用与第二章图2-5所示分析旋转磁场产生的相同方法进行分析,可知此时产生的也是旋转磁场。由此可以得出结论:向在空间相差90°的两相定子绕组中通入在时间上相差一定角度的两相交流电,则其合成磁场也是沿定子和转子气隙旋转的旋转磁场。 3.双电容(电容起动、电容运行)单相异步电动机。 为了综合电容运行单相异步电动机和电容起动单相异步电动机各自的优点,近来又出现了一种电容起动、电容运行单相异步电动机(简称双电容单相异步电动机),即在起动绕组上接有两个电容C,及C(图3-9),其中电容C,容量较大,仅在起动时接人,电容C,容量较小，在全过程中均接人。这类电动机有较高的起动转矩、较小的起动电流,但运行时效率和功率因数都较高。它适用于家用电器、小型空压机、水泵、农业机械、木工机械、小型车床等。其外形如图 3-10 所示。 重点二 单相异步电动机的起动控制。 1.离心开关起动。 起动绕组的切除可以通过在电路中串联离心开关S来实现,如图3-8所示。离心开关由旋转部分和静止部分组成,旋转部分安装于电动机转轴上,与电动机一起旋转;静止部分安装在端盖或机座上,静止部分由两个相互绝缘的半圆形铜环组成(与机座及端盖也互相绝缘),其中一个半圆形铜环接电源,另一个半圆形铜环接起动绕组。 2.电阻分相单相异步电动机。 电阻分相单相异步电动机的定子铁心上嵌放有两套绕组,即工作绕组U1U2和起动绕组Z1Z2。在电动机运行过程中,工作绕组自始至终接在电路中。一般工作绕组占定子总槽数的2/3,起动绕组占定子总槽数的1/3。工作绕组导线较粗,可看成纯电感负载,起动绕组导线细,又串有起动电阻R,可近似看成纯电阻负载。其接线原理电路如图3-14所示。 电阻分相单相异步电动机用起动电阻来代替电容器,起动电阻与起动绕组串联,起动时两绕组同时工作,当电动机转速达到额定转速80%左右时,起动开关S断开,将起动绕组从电源上切除,电动机靠工作绕组继续运行。电阳分相单相异步电动机具有构造简单、价格低廉、使用方便等优点,主要用于小型机床小型鼓风机、电冰箱压缩机、医疗器械等设备。电阻分相单相异步电动机外形如图3-15所示。 重点三 当电流达到最大值时,电流的变化率近似为零,这时短路环中基本没有感应电流产生因而磁极中的磁通均匀分布,如图3-18(b)所示。 当励磁绕组中的电流由最大值下降时,短路环中又有感应电流产生,以阻止被罩部分磁极中磁通的减小,因而此时被罩部分的磁通分布较密,而未罩部分的磁通分布较疏,如图3-18(c)所示。 综合以上分析可以看出,单相罩极异步电动机磁极中的磁通分布在空间中是移动的,由磁极的未罩部分向被罩部分移动,即与旋转磁场一样使笼型结构的转子获得起动转矩而旋转。 1.串电抗器调速。 电抗器为一个带抽头的铁心电感线圈,串联在单相电动机电路中起降压作用,通过调节抽头使电压降不同,从而使电动机获得不同的转速,吊扇串电抗器调速电路如图3-19所示。当开关S在1挡时电动机转速最高,在5挡时转速最低。开关S有旋钮开关和琴键开关两种。这种调速方法接线方便,结构简单,维修方便,常用于简易的家用电器,如台扇、吊扇等:缺点是需要配备专门的电抗器,使成本增加,而且电抗器本身要耗电(约10W),功率因数也较低。串电抗器调速曾被大量采用,随着品闸管调速的推广,现已很少使用。 2.自耦变压器调速。 单相异步电动机电压的调节可通过自耦变压器来实现,如图3-20所示。图3-20(a)所示电路调速时使整台电动机降压运行,因此低速挡起动性能较差。图3-20(b)所示电路调速时仅使工作绕组降压运行,所以它的低速挡起动性能较好,但接线较复杂。 [真题练讲] 1.(2019年四川省统一考试) 单相异步电动机的主要构成部件包括： A. 定子、转子、绕组 B. 定子、励磁器、磁铁 C. 转子、电容器、绝缘体 D. 定子、护套、变频器 答案：A. 定子、转子、绕组 解析：单