任务23单相异步电动机的认识与应用

1、情景二情景二 单相异步电动机单相异步电动机任务任务2-3 2-3 单相异步电动机单相异步电动机的认识与应用的认识与应用构与工作原构与工作原理理知识目标知识目标1、掌握单相异步电动机的结构。、掌握单相异步电动机的结构。2、掌握单相异步电动机的工作原理。、掌握单相异步电动机的工作原理。3、了解单相异步电动机的类型。、了解单相异步电动机的类型。4、了解单相异步电动机的应用。、了解单相异步电动机的应用。能力目标能力目标单相异步电动机的接线、操作使用单相异步电动机的接线、操作使用什么是单相异步交流电动机 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 优点：结构简单，成本

2、低廉，噪音小。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。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：故单相感应电动机只能作成小容量： 微型：几瓦微型：几瓦750瓦；瓦； 小型：小型：550瓦瓦3700瓦。瓦。 与三相感应电动机相似，包括定子和转子两大部分。转子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。有定子绕组。 单相感应电动机正常工作时，一般

3、只需要单相绕组即可，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。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绕组）。两个绕组在空间相距900或一定的电角度。或一定的电角度。1 1、单相绕组的脉振磁场、单相绕组的脉振磁场定子绕组：主绕组是一单相绕组

4、定子绕组：主绕组是一单相绕组m m m m：加一正弦交流电：加一正弦交流电气隙气隙产生产生脉振磁场脉振磁场f0f0l脉动磁场：磁场大小及方向随电流的变脉动磁场：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。化而变化，但磁场的轴线却固定不变。l结论结论 磁场只是脉动而不旋转，电动机磁场只是脉动而不旋转，电动机不起动。不起动。l1 1）n=0n=0，t t0 0，无起动转矩，不采取措，无起动转矩，不采取措施，电机不能自行起动。施，电机不能自行起动。l2 2）如果外力使电机转动：）如果外力使电机转动：n0n0，t0t0，正，正转；转； n0n0，t0t0，反转可以运行但不能，反转可以运行

5、但不能起动。起动。2 2、两相绕组的旋转磁场、两相绕组的旋转磁场单相分相式：定子安放单相分相式：定子安放2 2相绕组，它们参数相同，但空间位置上相差相绕组，它们参数相同，但空间位置上相差90900 0电电角（对称），角（对称），2 2相对称绕组中通入大小相等，相位相差相对称绕组中通入大小相等，相位相差90900 0电角的电角的2 2相对相对称电流。称电流。合成磁场：一个旋转磁场：合成磁场：一个旋转磁场：n1= n1= 起动必要条件：起动必要条件：1 1）定子具有空间不同相位的）定子具有空间不同相位的2 2个绕组个绕组 2 2）两相绕组中通入不同相位的交流电流，分相）两相绕组中通入不同相位的交流

6、电流，分相pf160分析：分析：1 1）转子静止时，转子静止时，n=0,s=1n=0,s=1，合成转矩为，合成转矩为0 0。单相感应电动机无。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。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。电动机，故不能起动。2 2）当当s s1 1时，时，t t0 0，且，且t t无固定方向，取决于无固定方向，取决于s s的正负。一旦的正负。一旦旋转，转向依外力方向而定，即在外力矩作用下，电机可朝外旋转，转向依外力方向而定，即在外力矩作用下，电机可朝外

7、力方向旋转。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。三相感应电动机运行中断一相，电机仍能继续运转。3 3）由于存在负序转矩，使合成转矩减小，过载能力低，由于存在负序转矩，使合成转矩减小，过载能力低，t tf f不不变，变，n n下降下降s s上升上升i i2 2 上升上升i i1 1上升上升温升增加。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根据获得旋转磁场方式的

8、不同，主要分为分相电动机和罩极电动机极电动机特点：特点： ）起动绕组和电容按短时工作设计；）起动绕组和电容按短时工作设计； ）电容起分相和提高功率因数的作用。）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，当由于起动绕组和电容按短时工作设计，因此，当n达达7580%n1时，离心开关自动打开。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，iszi超前超前900ui特点：起动转距较大，起动电流也较大，特点：起动转距较大，起

9、动电流也较大，应用在空气压缩机、电冰箱、水泵、电应用在空气压缩机、电冰箱、水泵、电扇扇(70w)(70w)等满载起动的场合。等满载起动的场合。应用最普遍应用最普遍电容起动单相异步电动机起动：起动：c1tsc1ts运行：（运行：（75758080）11时，时，c2c2切除切除cc较小较小运行性运行性能较好能较好应用：家用电器、泵、小应用：家用电器、泵、小型机械等型机械等 改变方向：对调主绕组或改变方向：对调主绕组或副绕组副绕组2 2个接线端个接线端电容运转单相异步电动机特点：特点：）起动绕组和电容器按长期工作设计；）起动绕组和电容器按长期工作设计；）过载能力、功率因数和效率均较高；）过载能力、功

10、率因数和效率均较高；）容量能做到五十瓦至几千瓦；）容量能做到五十瓦至几千瓦；）应用比较广泛，如应用于压气机、空调等。）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。小，电抗大；起动绕组电阻大，电抗小。二、罩极电动机二、罩极电动机 1 1、结构特点：、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，每个极靴表面组，套在定子磁极上，每个极靴表面1/31/31/41/4处开有一个小处开

11、有一个小槽，放入罩极绕组（短路环），如下图：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。行性能差，用于小功率，空载起动，如台扇。2、工作原理工作原理 k.1.3. 在时间上滞后在时间上滞后 一个角度一个角度，而两个绕组在空间也，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。极部分。电机

12、转向也由未罩极部分转向罩极部分。 3.1.3、改变转向的方法：、改变转向的方法： 1） 定子上绕制两套起动绕组；定子上绕制两套起动绕组； 2） 将定、转子反向安装。将定、转子反向安装。4、优缺点：、优缺点：起动转矩小，结构简单，不需要电容器。起动转矩小，结构简单，不需要电容器。5、应用、应用: 用于小容量电动机中。如应用于小型风扇、电动模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。型和电唱机中。l方法：同三相异步电动机，改变方法：同三相异步电动机，改变定子电压定子电压 ：串电抗器、晶闸管调：串电抗器、晶闸管调压压l一、调速方法：一、调速方法：l串电抗器调速串电抗器调速l简单，方便

13、，但有级调速，简单，方便，但有级调速，t t、ppl台风扇用台风扇用单相异步电动机的调速l2 2、晶闸管调压、晶闸管调压l双向晶闸管、双向二极管，带电压开关的电位器、电阻、电容双向晶闸管、双向二极管，带电压开关的电位器、电阻、电容l无级调速无级调速单相异步电动机的调速l3.3.自耦变压器调速自耦变压器调速l调自耦变压器调压：调自耦变压器调压：a:a:调速时整台电动机降压：低速档起动性调速时整台电动机降压：低速档起动性能差能差lb:b:工作绕组降压：低速档起动性能较好，接线复杂工作绕组降压：低速档起动性能较好，接线复杂单相异步电动机的调速l4.4.串电容调速串电容调速l电容与容抗成反比，电容量大

14、容抗小相应的电压降也小，电容与容抗成反比，电容量大容抗小相应的电压降也小，n n就就高，高，r r为泄防电阻为泄防电阻l特点：电动机起动性能好，正常运行时无功率损耗，效率高特点：电动机起动性能好，正常运行时无功率损耗，效率高l5.5.绕组抽头法调速绕组抽头法调速l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，但接线复杂线复杂l6.ptc6.ptc元件元件l微风档电风扇：微风档电风扇：500r/min500r/min电风扇在这样低的速度下往往难以电风扇在这样低的速度下往往难以起动，解决方法：起动，解决方法：lptcptc元件特性：低温

15、：阻值小，高温呈高阻状态元件特性：低温：阻值小，高温呈高阻状态l方法：与旋转磁场方向相同方法：与旋转磁场方向相同l1.1.工作绕组（或起动绕组）的首端和末端与电源的接线对调；工作绕组（或起动绕组）的首端和末端与电源的接线对调；l2 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）电容器从第一组绕组改接到另一节绕组（电容运转电动机）l强洗：电动机始终朝一个方向旋转强洗：电动机始终朝一个方向旋转ls1:s1:通电时间通电时间 s2s2：正反转：正反转l标准：正标准：正30s 30s 停止停止30s 30s 反转反转5s 5s l对调主或副绕组中任何一个绕组的对调主或副绕组中任何一个绕组的2 2个出线端个出线端ls1:s1:脱水定时器触点脱水定时器触点 s2s2：脱水桶门盖连锁：脱水桶门盖连锁触触 单相异步电动机是由单相交流电源供电的一种小容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