第七章 单相异步电动机（1）（课件）- 《变压器与电动机》同步教学（劳保版）

一、单相异步电动机的工作原理 1.单相脉动磁场及机械特性 第一节 单相异步电动机的原理、结构和分类 电流正半周期产生的磁场 电流负半周期产生的磁场 单相脉动磁场 交流电流变化一个周期，磁场的磁极极性发生改变，但磁极的空间位置没有变化。这个磁场的大小和方向随时间作正弦规律变化，但在空间方位上是固定的，所以又称这个磁场是脉动磁场。 第七章 单相异步电动机 一个脉动磁场可分解为大小相等、同步转速相同、旋转方向相反的两个旋转磁场。 脉动磁场分解成两个方向相反的旋转磁场 单相异步电动机 的机械特性曲线 第七章 单相异步电动机 单相异步电动机的机械特性曲线有如下特点: （1）当n=0时,T+ =T- ，合成转矩T=0。这表明，单相异步电动机不能自行启动。 （2）当n>0时，T>0。外力作用在单相异步电动机转子上，使电动机按照顺时针方向转动后，即使撤销外力，在电磁转矩T 作用下，电动机仍可以继续按顺时针方向旋转。 当n<0时，T<0。外力作用在单相异步电动机转子上，使转子按逆时针方向反转后，外力撤销了，在电磁转矩T 作用下，电动机仍可以继续反转。 （3）由于转子中存在着方向相反的两个电磁转矩,因此理想空载转速n0小于旋转磁场的转速n1；与同容量的三相异步电动机相比，单相异步电动机额定转速稍低，过载能力、效率和功率因数也较低。 第七章 单相异步电动机 2.单相异步电动机的启动 两相绕组产生的旋转磁场 产生旋转磁场的方法：在单相异步电动机的定子铁心中,加装一个启动绕组,并要保证工作绕组与启动绕组是对称绕组,即两个绕组的匝数相等、在空间上互差90°电角度。 第七章 单相异步电动机 单相异步电动机在旋转磁场作用下，产生启动转矩，在其作用下，转子顺着旋转磁场旋转方向开始转动。单相异步电动机转子旋转以后，启动绕组就失去作用，如果此时将启动绕组的电源断开。 第七章 单相异步电动机 二、单相异步电动机的结构及分类 1.罩极式单相异步电动机 罩极式单相异步电动机是小型单相异步电动机中最简单的一种。罩极式单相异步电动机有凸极式和隐极式两种。 凸极式定子铁心的结构 第七章 单相异步电动机 凸极式定子铁心产生的磁通 工作绕组中 工作绕组中电流 工作绕组中 电流增大 达到最大值瞬间 电流减小 凸极式单相异步电动机极靴下磁场的变化规律 第七章 单相异步电动机 定子绕组接线 绕组排列 隐极式定子绕组的分布排列 罩极式单相异步电动机的主要优点是结构简单、制造方便、成本低、运行噪声小、维护方便。缺点是启动和运行性能较差,旋转方向只能由未罩部分向被罩部分旋转,主要用于小功率空载启动的场合,如台扇、各种仪表风扇、换气扇、录音机、电动工具及计算机的散热风扇等。 第七章 单相异步电动机 2.分相式单相异步电动机 分相式单相异步电动机常在定子铁心上安装两套绕组，一套是工作绕组，长期接通电源工作；另一套是启动绕组，两套绕组的空间位置相差90°电角度。 根据启动方式的不同，可分为电阻分相和电容分相。电容分相单相异步电动机可根据启动绕组是否参与正常运行而分成三类，即电容运行单相异步电动机、电容启动单相异步电动机和双值电容单相异步电动机。 第七章 单相异步电动机 (1)电阻启动单相异步电动机 (2)电阻启动单相异步电动机 电阻启动单相异步电动机的电路图 电阻启动单相异步电动机的电路图 第七章 单相异步电动机 (3)电容启动单相异步电动机 (4)双值电容单相异步电动机 电容启动单相异步电动机电路图 双值电容单相异步电动机电路图 第七章 单相异步电动机 2.离心开关 离心开关动作示意图 1—重球 2—弹簧 3—触头 4—转子 3.PTC元件 PTC元件温度—电阻特性和启动电路 第七章 单相异步电动机 §7—2　单相异步电动机的绕组和嵌线 一、电阻启动或电容启动电动机定子绕组 与三相定子绕组一样进行分相，不同的是它不采用60°相带法,而是采用IZ1 (工作绕组)120°相带、LF1 (启动绕组)60°相带、LZ2 (工作绕组)120°相带、LF2 (启动绕组)60°相带。与三相电动机定子绕组一样,同相绕组中不同极下的线圈组之间反向连接,即构成绕组展开图。 第七章 单相异步电动机 电容启动单相异步电动机绕组展开图(同心式) 第七章 单相异步电动机 二、电容运行单相异步电动机定子绕组 电容运行单相异步电动机绕组展开图(交叉绕组) 用实线表示工作绕组(图中l、2、3组，7、8、9组，13、14、15组，19、20、21组)，虚线表示启动绕组,组成交叉绕组形式的展开图。 第七章 单相异步电动机 吊风扇工作绕组展开图 第七章 单相异步电动机 三、正弦绕组简介 正弦绕组是指绕组在各个定子铁心槽中的线圈匝数不是均匀分布的，线圈匝数是按照正弦规律分布，而且在每个槽内工作绕组、启动绕组相互重叠。 第七章 单相异步电动机 绕组展开图 单相异步电动机的正弦绕组 各槽导体数量分布图 第七章 单相异步电动机 $$