专题二十八 单相异步电动机的反转控制和调速方法（教案）-河北省对口升学《电机与变压器》（第5版）(高教社）专题复习讲练测

专题二十八 单相异步电动机的反转控制和调速方法（教案）-河北省对口升学《电机与变压器》（第5版）(高教社）专题复习讲练测

一、考纲解读

1.需掌握单相异步电动机（尤其是分相式）反转的核心原理，能准确描述“改变主、副绕组相位关系”的具体操作。

2.需熟记变极、变频、变压（或变电容）等常用调速方式，理解各方法的基本原理及适用场景（如变压调速用于风扇）。

3.能结合实际设备（如台扇、洗衣机），判断其采用的反转或调速方式，将理论知识与职业岗位中的实操需求结合。

4.能根据具体设备或场景，判断其中单相异步电动机的类型，并简要分析选择该类型电机的原因。

二、知识点梳理

一、单相异步电动机的正反转控制

1.对分相式单相异步电动机的正反转控制

对于三相异步电动机,如果将输入的三相电源线对调任意两相,电动机就可以反转。若使单相异步电动机反转,必须把工作、启动绕组中任意一个的首端和尾端对调,方能使电动机反转。因为,单相异步电动机的转向是由工作、启动绕组产生的磁场在时间上有近于90°的相位差决定的,把其中的一个绕组反接,等于将这个绕组的磁场相位改变180°。如果原来是超前90°,则改接后变成了滞后90°。旋转磁场的方向改变了,转子的转向也就改变了。

单相异步电动机的正反转控制,多用于电容电动机。电容式电动机的工作、绕组可以交换使用,把启动绕组当成工作绕组使用时,它的旋转磁场改变了旋转方向,电动机也就改变了转向。单相电容电动机正反转控制电路如图5-21所示。如果开关S接触点1为正转，那么开关S接触点2电动机就反转。这样连接,相当于每变化一次工作绕组(或启动绕组)就反接一次。实际应用中,正在推广一种类似三相异步电动机作单相运行

的电动机。例如,在洗衣机控制电路中,将电容器串联一个合适的电阻,就可以大大改善电动机的运行性能,如图5-22所示。

2.对罩极式单相异步电动机的正反转控制

(1)普通罩极异步电动机

罩极式单相异步电动机的旋转方向总是朝着被罩那一部分磁极方向转动的,一般情况下,不能用改变外部接线的方法改变电动机的转向。尤其是凸极式,罩极部分已固定。如果一定要改变转向,在允许和可能的情况下将定子铁心从机座中抽出来,调转180°再装进去,这样就可以使凸极式罩极异步电动机反转了。对于隐极式罩极异步电动机,可以将定子调转180。改变转向,另外还可以改变启动绕组在定子槽内的位置，改变转向,但不能随时改变转向。这样的电动机一般都安装在不需要改变转向的机械中,如电风扇、鼓风机等。

(2)可逆转罩极异步电动机

罩极电机经特殊设计,可以在两个方向上旋转。对于凸极式罩极电动机,它的定子铁心叠片的两个极掌尖上,都开有放罩极绕组的槽口,如图5-23所示。根据需要闭合一个罩极绕组,电机就朝那个方向旋转。所要注意的是罩极绕组的闭合,由电机外面的转向双掷开关控制。图5-24所示为一个4极12槽可逆转罩极电动机绕组的实际接线图。一套主线组与两套罩极绕组分别各自串联,每组的极性与左右相邻的极性相反。电极向某一方向旋转时,一组罩极绕组的电路闭合,同时另一罩极绕组断电。改变转向只要通过开关S与A或B接通即可。对于隐极式罩极电动机,它的定子冲片也要重新设计,以适应绕组的嵌放,但形状为原来的形状即可。这种可逆电动机主要是绕组的变化。一种情况是定子槽中必须具备一套工作绕组和两套罩极绕组,如图5-25所示,其极数相同。当一套罩极绕组闭合时,电动机就朝这套绕组方向旋转,另一套绕组闭合时,电机反转。在运行中只有一套绕组起作。

另一种情况是用两套工作绕组和一套罩极绕组。如图5-26所示,罩极绕组可以是绕线的也可以是铜圈。沿着顺时针方向旋转时,则给相应的工作绕组A(沿顺时针方向旋转时工作绕组)通电,绕组B(沿逆时针方向旋转时工作绕组)断电;沿逆时针方向旋转时,则让工作绕组B通电,工作绕组A断电。图5-27所示为双主极12槽4极可逆转罩极电动机绕组排列方式。

二、单相异步电动机的调速

单相异步电动机同三相异步电动机一样,都是靠旋转磁场工作的,它们的平滑调速都比较困难。如采用变频无级调速,设备复杂成本太高,一般情况下均不采用。

1.变极调速

要求速比成倍变化时,可以采用变极调速。

单相异步电动机的转速与磁极对数成反比,改变定子铁心中绕组元件的连接方法,产生不同的磁极对数,电动机的转速就跟着改变。

(1)电阻或电容启动双速异步电动机电阻或电容启动电动机,工作时仅由工作绕组单独承担。这样要具有两种转速,仅把工作绕组设计成具有不同极数的两套即可,而启动绕组可以设计成一个,通常是是设计成高速启动。启动后,根据需要可转换为低速运行。图5-28所示为双速分相异步电动机接线图。

(2)              双绕组变极调速电容电动机根据负载的需要,电机可以设计有两套不同极数的绕组，运行在不同的转速上。图5-29所示为双速电容异步电动机。如图5-29所示,双速电容电机备有低速供洗涤、高速供脱水两套绕组。开关S2为选择开关而开关S1则为正反转用的转换开关,仅用在洗涤期间,串入洗涤回路。两套绕组分别有移相电容。