模块2认识变压器与电动机项目 3 认识单相异步电动机（课件）-《电机与拖动》同步教学（高教版）

项目 3 认识单相异步电动机 什么是单相异步交流电动机 采用单相交流电源供电的电动机称为单相异步电动机。 单相异步电动机的容量一般在750W以下，与同容量的三相异步电动机相比，它的体积较大，运行性能较差，但是它结构简单、成本低廉、运行可靠、维修方便，通常广泛应用在小容量的场合，如家用电器（电风扇、电冰箱、洗衣机等）、空调设备、电动工具（如油泵、砂轮机）、医疗器械及轻工设备中。 洗衣机电机 油烟机电机 电动车电机 家用空调电机 下一页 上一页 什么是单相异步交流电动机 单相异步电动机的优缺点 优点：结构简单，成本低廉，噪音小。 缺点：与同容量三相感应电动机相比较，体积较大，功率因数及过载能力都较低。 故单相感应电动机只能作成小容量： 微型：几瓦～750瓦； 小型：550瓦～3700瓦。 什么是单相异步交流电动机 与三相感应电动机相似，包括定子和转子两大部分。转子结构都是笼型的，定子铁心由硅钢片叠压而成。定子铁心上嵌有定子绕组。 单相感应电动机正常工作时，一般只需要单相绕组即可，但单相绕组通以单相交流电时产生的磁场是脉动磁场，单相运行的电动机没有起动转矩。 为使电动机能自行起动和改善运行性能，除工作绕组（又称主绕组）外，在定子上还安装一个辅助的起动绕组（又称副绕组）。两个绕组在空间相距900或一定的电角度。 单相异步交流电动机的结构 单相异步交流电动机的结构 单相异步交流电动机的工作原理 1、单相绕组的脉振磁场 定子绕组：主绕组是一单相绕组m m：加一正弦交流电→气隙→产生脉振磁场F0 脉动磁场：磁场大小及方向随电流的变化而变化，但磁场的轴线却固定不变。 结论 磁场只是脉动而不旋转，电动机不起动。 1）n=0，T＝0，无起动转矩，不采取措施，电机不能自行起动。 2）如果外力使电机转动：n>0，T>0，正转； n<0，T<0，反转可以运行但不能起动。 单相异步交流电动机的工作原理 单相异步交流电动机的工作原理 2、两相绕组的旋转磁场 单相分相式：定子安放2相绕组，它们参数相同，但空间位置上相差900电角（对称），2相对称绕组中通入大小相等，相位相差900电角的2相对称电流。 合成磁场：一个旋转磁场：n1= 起动必要条件：1）定子具有空间不同相位的2个绕组 2）两相绕组中通入不同相位的交流电流，分相 单相异步交流电动机的工作原理 分析： 1）转子静止时，n=0,S=1，合成转矩为0。单相感应电动机无起动转矩，故单相异步电动机不能自行起动。 三相异步电动机电源断一相，相当于一台单相异步电动机，故不能起动。 2）当s≠1时，T≠0，且T无固定方向，取决于s的正负。一旦旋转，转向依外力方向而定，即在外力矩作用下，电机可朝外力方向旋转。 三相感应电动机运行中断一相，电机仍能继续运转。 3）由于存在负序转矩，使合成转矩减小，过载能力低，TF不变，n下降→S上升→I2`上升→I1上升→温升增加。 单相异步交流电动机的工作原理 一、分相起动电动机 分相起动电动机包括电容起动电动机、电容运转电动机和电阻起动电动机 根据获得旋转磁场方式的不同，主要分为分相电动机和罩极电动机 特点： ⅰ）起动绕组和电容按短时工作设计； ⅱ）电容起分相和提高功率因数的作用。 由于起动绕组和电容按短时工作设计，因此，当n达75～80%n1时，离心开关自动打开。 单相异步交流电动机的主要类型 1）定子具有空间不同相位的2个绕组 2）两相绕组中通入不同相位的交流电流，分相产生旋转磁场。 3）电容器C配得合适，可使超前900→圆形旋转磁势，TS↑，IS↓ 超前900 特点：起动转距较大，起动电流也较大，应用在空气压缩机、电冰箱、水泵、电扇(70W)等满载起动的场合。 应用最普遍 电容起动单相异步电动机 起动：C1↑→→TS↑ 运行：（75～80）％η1时，C2切除→C较小→运行性能较好 应用：家用电器、泵、小型机械等 改变方向：对调主绕组或副绕组2个接线端 电容运转单相异步电动机 特点： ⅰ）起动绕组和电容器按长期工作设计； ⅱ）过载能力、功率因数和效率均较高； ⅲ）容量能做到五十瓦至几千瓦； ⅳ）应用比较广泛，如应用于压气机、空调等。 电容运转单相异步电动机 在起动绕组中串联电阻来分相，即工作绕组电阻小，电抗大；起动绕组电阻大，电抗小。 二、罩极电动机 1、结构特点： 定子作成凸极式，由硅钢片叠压而成，工作绕组为集中绕组，套在定子磁极上，每个极靴表面1/3～1/4处开有一个小槽，放入罩极绕组（短路环），如下图： 电阻起动单相异步电动机 一、电阻起动电动机 特点：结构简单，制造方便，成本低，维护方便，但起动和运行性能差，用于小功率，空载起动，如台扇。 电阻起动单相异步电动机 2、工作原理 在时间上滞后 一个角度Ψ，而两个绕组在空间也相隔一个角度，产生旋转磁场，转向由未罩极部分转向罩极部分。电机转向也由未罩极部分转向罩极部分。 3、改变转向的方法：     1） 定子上绕制两套起动绕组； 2） 将定、转子反向安装。 4、优缺点：起动转矩小，结构简单，不需要电容器。 5、应用: 用于小容量电动机中。如应用于小型风扇、电动模型和电唱机中。 电阻起动单相异步电动机 方法：同三相异步电动机，改变定子电压 ：串电抗器、晶闸管调压 一、调速方法： 串电抗器调速 简单，方便，但有级调速，T、P↓ 台风扇用 单相异步电动机的调速 2、晶闸管调压 双向晶闸管、双向二极管，带电压开关的电位器、电阻、电容 无级调速 单相异步电动机的调速 3.自耦变压器调速 调自耦变压器调压：a:调速时整台电动机降压：低速档起动性能差 b:工作绕组降压：低速档起动性能较好，接线复杂 单相异步电动机的调速 4.串电容调速 电容与容抗成反比，电容量大－容抗小－相应的电压降也小，n就高，R为泄防电阻 特点：电动机起动性能好，正常运行时无功率损耗，效率高 单相异步电动机的调速 5.绕组抽头法调速 定子绕组上嵌放一个调速绕组，省电抗器铁心，降低成本，但接线复杂 单相异步电动机的调速 6.PTC元件 微风档电风扇：500r/min电风扇在这样低的速度下往往难以起动，解决方法： PTC元件特性：低温：阻值小，高温呈高阻状态 单相异步电动机的调速 方法：与旋转磁场方向相同 1.工作绕组（或起动绕组）的首端和末端与电源的接线对调； 2．电容器从第一组绕组改接到另一节绕组（电容运转电动机） 强洗：电动机始终朝一个方向旋转 S1:通电时间 S2：正反转 标准：正30s 停止30s 反转5s 单相异步电动机的反转 对调主或副绕组中任何一个绕组的2个出线端 S1:脱水定时器触点 S2：脱水桶门盖连锁触 单相异步电动机的反转 单相异步电动机的应用范围 单相异步电动机是由单相交流电源供电的一种小容 量交流电机。由于它结构简单、成本低廉、运行可靠、 噪声小、维修方便，并可以直接在单相220V交流电源上 使用，因此被广泛用于办公场所、家用电器等方面。 如小功率鼓风机、搅拌机、砂轮、电钻、洗衣机、 电冰箱、电风扇、抽排油烟机、小型机床、医疗器械等 均需要单相异步电动机驱动。 谢谢观赏！ $$