[电工电子技术]第四章 用电机

1、下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 笼型异步电动机授课内容：笼型异步电动机授课内容： 下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 第二节第二节 三相异步电动机三相异步电动机 一、异步电动机的旋转原理一、异步电动机的旋转原理 二、三相异步电动机的结构

2、二、三相异步电动机的结构 三、三相异步电动机的工作原理三、三相异步电动机的工作原理 四、三相异步电动机的运行特性四、三相异步电动机的运行特性下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 图为异步电动机旋转原理示意图，图为异步电动机旋转原理示意图，在一个可旋转的马蹄形磁铁中间，放在一个可旋转的马蹄形磁铁中间，放置一只可以自由转动的笼型短路线圈。置一只可以自由转动的笼型短路线圈。当转动马蹄形磁铁时，笼型转子就会当转动马蹄形磁铁时，笼型转子就会跟着磁铁一起旋转。这是因为当磁铁跟着磁铁一起旋转。这是因为当

3、磁铁转动时，其磁感线切割笼型转子的导转动时，其磁感线切割笼型转子的导体，在导体中因电磁感应而产生感应体，在导体中因电磁感应而产生感应电动势，由于笼型转子本身是短路的，电动势，由于笼型转子本身是短路的，在电动势作用下导体中就有电流流过，在电动势作用下导体中就有电流流过，该电流又和旋转磁场相互作用，产生该电流又和旋转磁场相互作用，产生转动力矩，驱动笼型转子随着磁场的转动力矩，驱动笼型转子随着磁场的转向而旋转起来，这就是异步电动机转向而旋转起来，这就是异步电动机的简单旋转原理。的简单旋转原理。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲

4、主编 高等教育出版社高等教育出版社 机座：铸钢或铸铁机座：铸钢或铸铁下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 转子转子: 在旋转磁场作用下，产生感应电动势或电在旋转磁场作用下，产生感应电动势或电流。流。笼型转子笼型转子(1) 笼型转子笼型转子 铁芯槽内放铜条，端铁芯槽内放铜条，端 部用短路环形成一体。部用短路环形成一体。 或铸铝形成转子绕组。或铸铝形成转子绕组。(2) 绕线转子绕线转子下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主

5、编 高等教育出版社高等教育出版社 下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 结构简单、价格低廉、工作可靠；不能人为改结构简单、价格低廉、工作可靠；不能人为改变电动机的机械特性。变电动机的机械特性。 结构复杂、价格较贵、维护工作量大；转子结构复杂、价格较贵、维护工作量大；转子外加电阻可人为改变电动机的机械特性。外加电阻可人为改变电动机的机械特性。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 磁极数磁

6、极数( 极对数极对数 p = 2 )例如：例如： y2- 132 m4 用以表明电动机的系列、几何尺寸和极数。用以表明电动机的系列、几何尺寸和极数。机座长度代号机座长度代号机座中心高（机座中心高（mm）异步电动机异步电动机设计序号设计序号下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 异步电动机产品名称代号异步电动机产品名称代号下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 接线盒接线盒。通常。通常联结联

7、结电机容量电机容量y3kw 联联结结电电机机容容量量 kw4u1u2w1v1w2v2下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 例如：例如：380/220v、y/ 是指线电压为是指线电压为 380v 时时 采用采用 y联结联结；线电压为；线电压为 220v 时采用时采用 联结联结。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 表示星形表示星形联结联结下电机的线电流为下电机的线电流为 6.73a；三角

8、形；三角形联结联结下线电下线电流为流为 11.64a。两种接法下相电流均为。两种接法下相电流均为 6.73a。12pp cos3nn1iup 笼型电机笼型电机 =7293电动机在额定运行时定子绕组的电动机在额定运行时定子绕组的额定功率是指电机在额定运行时轴上输出的机额定功率是指电机在额定运行时轴上输出的机械功率械功率 p2，它不等于从电源吸取的电功率，它不等于从电源吸取的电功率 p1。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 pn 三相异步电动机的功率因数较低，在额定负载三相异步电动机的功率因

9、数较低，在额定负载时约为时约为 0.7 0.9。空载时功率因数很低，只有。空载时功率因数很低，只有 0.2 0.3。额定负载时，功率因数最高。额定负载时，功率因数最高。 电机在额定电压、额定负载下运行时的转速。电机在额定电压、额定负载下运行时的转速。p2cos o下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 0n0nnnns额定转差率指电机绝缘材料能够承受的极限温度等级，分指电机绝缘材料能够承受的极限温度等级，分为为a、e、b、f、h五级，五级，a级最低级最低(105c)，h级最高级最高(180c

10、)。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 120sin120sinsinmwmvmutiitiitiiviu1u2v1v2w1w2uiwiwiuiviitmio下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 iwiuivitmio0n规定规定 i : “+” 首端流入，末端流出。首端流入，末端流出。 i : “” 末端流入，首端流出。末端流入，首端流出。 u1v2w1v1w2u2()电流出电流出

11、( )电流入电流入下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 wiviuii tu1u2v2w1v1w2u1u2v2w1v1w2u1u2v2w1v1w2ns0 t 60t 1n60 90t 600miosnsn下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 au1u2v2w1v1w2au1u2v2w1v1w2分析可知：三相电流产生的合成磁场是一旋转的磁场分析可知：三相电流产生的合成磁场是一旋转的磁场

12、即：即：2. .0t 60t 任意调换两根电源进线任意调换两根电源进线(电路如图电路如图)wiu1u2w1w2v1v2uivi0miwiviui tiominsns下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 0t 即：即：1pwiviuioimi tviaxbyczuiwiu1u2v2w1v1w2ns下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 w2/v2u1v1w1 u1/v1/w1/u2/u2v

13、2/w2uiviwiu2/u2u1u1/v1v1/v2v2w1/w2w2/w1下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 极对数极对数2p旋转磁场的磁极对数旋转磁场的磁极对数与三相绕组的排列有关与三相绕组的排列有关uiviwiu1u2/u1ns/w1w1w2v1/v1/v2v2/u2/w2snwiviuioimi tu1 u1/u2/u2v1v1/v2/v2w2w2/w1/w1下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教

14、育出版社高等教育出版社 分）转 /( 6011fn工频：工频：hz501 f分）转 /( 30001np=1时时psu1u2v2w1v1w2nsu1u2v2w1v1w2nsu1u2v2w1v1w2nswiviuioimi t下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 /u1ns/u2u2u1v1w2w1/v1/w!/w2v2/v2sn0t 60tp=2时时viwiuiit mi0分）转/( 150026011fn1n30u1u2/u1/w1w1w2v1/v1/v2v2/u2/w2nsns下一页下

15、一页章目录章目录返回返回上一页上一页 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 )/( 6011分转pfn 2p180分）转/( 50011p360分）转/( 0003极对数极对数每个电流周期每个电流周期磁场转过的空间角度磁场转过的空间角度同步转速同步转速)f(hz501 3p120分）转/( 00014p分分）转转/( 75090旋转磁场转速旋转磁场转速n1与频率与频率f1和极对数和极对数p有关。有关。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育

16、出版社 u1u2v2w1v1w2分）转/( 6011pfn blvblifvf1nns下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 1nn 如果如果:1nn 下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 %)61 (s转子转速亦可由转差率求得转子转速亦可由转差率求得1)(1nns%10011nnns 例例1 1：一台三相异步电动机，其额定转速一台三相异步电动机，其额定转速 nn= =975 r/min

17、，电源频率，电源频率 f1 1= =50 hz。试求电动机的磁。试求电动机的磁极对数和额定负载下的转差率。极对数和额定负载下的转差率。解：解：根据异步电动机转子转速与旋转磁场同步转根据异步电动机转子转速与旋转磁场同步转速的关系可知：速的关系可知：n1=1000 r/min , 2.5%100%10009751000%10011nnnns下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 四、三相异步电动机的运行特性四、三相异步电动机的运行特性 1.功率和转矩的关系功率和转矩的关系 1)功率及效率功率及效

18、率 任何机械在实现能量的转换过程中总任何机械在实现能量的转换过程中总有损耗存在，异步电动机也不例外，因此有损耗存在，异步电动机也不例外，因此异步电动机轴上输出的机械功率总是小于异步电动机轴上输出的机械功率总是小于其从电网输入的电功率。其从电网输入的电功率。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 四、三相异步电动机的运行特性四、三相异步电动机的运行特性例例4-3 y2-132s-4三相异步电动机输出功率三相异步电动机输出功率=5.5kw，额定电，额定电压压=380，额定电流，额定电流=11.7

19、，电动机功率因数，电动机功率因数cos1=0.83，求额定输入功率及输出功率与输入功率之比。求额定输入功率及输出功率与输入功率之比。 解解 由三相交流电路的功率公式知由三相交流电路的功率公式知 cos 1 w=6392w6.392kw = 由此可见，电动机从电网上输入的功率为由此可见，电动机从电网上输入的功率为6.391kw，而电，而电动机输出的功率只有动机输出的功率只有5.5kw，故该电动机在运行中的功率，故该电动机在运行中的功率损耗损耗(6.391-5.5)kw=0.891kw。1113iup 83. 07 .11380310012pp00000086100391. 65 . 5下一页下一

20、页章目录章目录返回返回上一页上一页 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 异步电动机在运行中的功率损耗有：异步电动机在运行中的功率损耗有：（1）电流在定子绕组及转子绕组中的铜损耗）电流在定子绕组及转子绕组中的铜损耗 。（2）交变磁通在电动机铁心中产生的磁滞损耗及涡流损）交变磁通在电动机铁心中产生的磁滞损耗及涡流损耗，通称铁损耗耗，通称铁损耗 。（3）机械损耗，包括电动机在运行中的机械摩擦损耗、）机械损耗，包括电动机在运行中的机械摩擦损耗、风的阻力及其他附加损耗。风的阻力及其他附加损耗。 电动机的功率平衡方程式电动机的功率平衡方程式为为

21、 式中式中 为功率损耗为功率损耗 电动机的效率电动机的效率 等于输出功率等于输出功率 与输入功率与输入功率 之比，之比，即即 = 100%= 100% fepppppppp1fecu12 p2p1p12pp11ppp下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 异步电动机在空载运行及轻载运行时，由于异步电动机在空载运行及轻载运行时，由于定子与转子间空气隙的存在，定子电流定子与转子间空气隙的存在，定子电流 仍有一仍有一定的数值（不像变压器空载运行时那样空载电流定的数值（不像变压器空载运行时那样空载电

22、流很小），因此电动机从电网输入的功率仍有一定很小），因此电动机从电网输入的功率仍有一定的数值，而此时轴上输出的功率恰很小，使异步的数值，而此时轴上输出的功率恰很小，使异步电动机在轻载时效率很低。电动机在轻载时效率很低。 另外，理论分析及实践都表明，异步电动机另外，理论分析及实践都表明，异步电动机在轻载时功率因数也很低。因此在选择及使用电在轻载时功率因数也很低。因此在选择及使用电动机时必须注意电动机的额定功率应稍大于所拖动机时必须注意电动机的额定功率应稍大于所拖动的负载实际功率，避免电动机额定功率比负载动的负载实际功率，避免电动机额定功率比负载功率大得多的所谓功率大得多的所谓“大马拉小车大马拉小

23、车”现象。现象。1i下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 (2）功率与转矩的关系）功率与转矩的关系 由力学知识知道：旋转体的机械功率等于作由力学知识知道：旋转体的机械功率等于作用在旋转体上的转矩用在旋转体上的转矩与它的机械角速度与它的机械角速度 的乘积，即的乘积，即=,因此电动机输出转矩因此电动机输出转矩2为为 = = = = 9550 当电动机在额定状态下运行时，式中当电动机在额定状态下运行时，式中的的 、 、 分别为额定输出转矩（分别为额定输出转矩（m）、）、额定输出功率（额定输出功率

24、（k）、额定转速（）、额定转速（r/min）。）。2t2pnp2602np26010002np22t2pn下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 例例4-4 有有2-160m-4及及2-180l-8型三相异步电动机各一台，型三相异步电动机各一台，额定功率都是额定功率都是 =11k，前者额定转速，前者额定转速1460r/min，后者，后者额定转速额定转速730r/min，分别求它们的额定输出转矩。，分别求它们的额定输出转矩。 解解 y2-160m-4型电动机型电动机 = 9550 = 9550

25、 nm = 71.95nm y2-180l-8电动机电动机 = 9550 = 9550 nm = 143.9nm 由此可见，输出功率相同的异步电动机如极数多，则转速由此可见，输出功率相同的异步电动机如极数多，则转速就低，输出转矩就大；极数少，转速高，则输出的转矩就就低，输出转矩就大；极数少，转速高，则输出的转矩就小，在选用电动机时必须了解这个概念。小，在选用电动机时必须了解这个概念。2p2tnp21460112tnp273011下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 mtcsnsot2s曲线

26、)(2sft曲线)(2tfn 根据转矩公式根据转矩公式)(2202212122sxrfusrct得特性曲线：得特性曲线：nnmtsttontnt1nstt1nt下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 nnnt)/()(9550nnn分分转转千千瓦瓦npt ont21n(n m) 如某机床的主轴电机如某机床的主轴电机(y2-132m-4型型) 的额定功率的额定功率为为7.5kw, 额定转速为额定转速为1440r/min, 则额定转矩为则额定转矩为nnnnn9550602npnptm.n7 .4

27、914405 .795509550nnn npt下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 20212xuctm0dd2st令：令：求得求得202cxrss临界转差率临界转差率on1ntm将将sc代入转矩公式，可得代入转矩公式，可得)(2202212122sxrfusrct下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 mmtuut121, )1 (20212 xuctmnttm一般三相异步电动机的过

28、载系数为一般三相异步电动机的过载系数为2 .28 .1 122 iit (2) sm与与 r2 有关，有关， r2 sc n 。绕线式电机。绕线式电机改变转子附加电阻改变转子附加电阻r 2 可实现调速。可实现调速。 下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 )(2202212122sxrfusrct)(220221212stxrfurct电动机起动时的转矩。电动机起动时的转矩。起动时起动时n= 0 时时，s =1 st121st, ) 1 (tuut(2) tst与与 r2 有关，有关， 适当

29、使适当使 r2 tst 。对绕线转子。对绕线转子 电机电机,改变转子附加电阻改变转子附加电阻 r 2 , 可使可使tst =tm 。体现了电动机带载体现了电动机带载起动的能力。起动的能力。 0nont2nststtt起动能力起动能力下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 t2 st2 tt =t2n t t 2达到新的平衡达到新的平衡t20nnt2on下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社

30、 u tm u utst )(220221212stxrfurct2021m2xuct 202cxrs0nnut2nto下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 sttton0nr2 tst n mt2t)(220221212stxrfurct2021m2xuct 202cxrs下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 不同场合应选用不不同场合应选用不同的电机。如金属切同的电机。如金属切削，选

31、硬特性电机；削，选硬特性电机；重载起动则选软特性重载起动则选软特性电机。电机。sttton0nr2 tst n mt2t下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 第三节第三节 单单 相相 异异 步步 电电 动动 机机 单相异步电动机是利用单相交流电源供电、单相异步电动机是利用单相交流电源供电、其转速随负载变化而稍有变化的一种小容量交流其转速随负载变化而稍有变化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、电机。由于它结构简单、成本低廉、运行可靠、维修方便，并可以直接在单相维修方便，

32、并可以直接在单相220交流电源上使交流电源上使用，因此被广泛用于办公场所、家用电器等方面，用，因此被广泛用于办公场所、家用电器等方面，在工、农业生产及其他领域中，单相异步电动机在工、农业生产及其他领域中，单相异步电动机的应用也越来越广泛。如台扇、吊扇、洗衣机、的应用也越来越广泛。如台扇、吊扇、洗衣机、电冰箱、吸尘器、电钻、小型鼓风机、小型机床、电冰箱、吸尘器、电钻、小型鼓风机、小型机床、医疗器械等均需要单相异步电动机驱动。医疗器械等均需要单相异步电动机驱动。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出

33、版社 单相异步电动机的外形如图所示单相异步电动机的外形如图所示下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 单相异步电动机的不足之处是它与同单相异步电动机的不足之处是它与同容量的三相异步电动机相比较，则体积较容量的三相异步电动机相比较，则体积较大、运行性能较差、效率较低。因此一般大、运行性能较差、效率较低。因此一般只制成小型和微型系列，容量在几十瓦到只制成小型和微型系列，容量在几十瓦到几百瓦之间，千瓦级的较少见。几百瓦之间，千瓦级的较少见。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 电工电子技术

34、基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 一、单相异步电动机的结构一、单相异步电动机的结构 台风扇和吊风扇均用单相异步电动机台风扇和吊风扇均用单相异步电动机拖动，其结构如图所示。通常单相异步电拖动，其结构如图所示。通常单相异步电动机的结构与三相异步电动机相仿，也由动机的结构与三相异步电动机相仿，也由定子和转子两大部分组定子和转子两大部分组成。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 1 定子定子 定子部分由定子铁心、定子绕组、机座、端盖等部分定子部分

35、由定子铁心、定子绕组、机座、端盖等部分组成，其主要作用是通入交流电，产生旋转磁场。组成，其主要作用是通入交流电，产生旋转磁场。 (1)定子铁心定子铁心 定子铁心大多用定子铁心大多用0.35mm硅钢片冲槽后叠硅钢片冲槽后叠压而成，槽形一般为半闭口槽，槽内则用以嵌放定子绕组，压而成，槽形一般为半闭口槽，槽内则用以嵌放定子绕组，定子铁心的作用是作为磁通的通路。定子铁心的作用是作为磁通的通路。 (2) 定子绕组定子绕组 单相异步电动机定子绕组一般都采用两单相异步电动机定子绕组一般都采用两相绕组的形式，即工作绕组和起动绕组。工作、起动绕组相绕组的形式，即工作绕组和起动绕组。工作、起动绕组的轴线在空间相差

36、的轴线在空间相差90电角度，两相绕组的槽数和绕组匝电角度，两相绕组的槽数和绕组匝数可以相同，也可以不同，视不同种类的电动机而定。定数可以相同，也可以不同，视不同种类的电动机而定。定子绕组的作用是通入交流电，在定、转子及空气隙中形成子绕组的作用是通入交流电，在定、转子及空气隙中形成旋转磁场。旋转磁场。 定子绕组一般均由高强度聚脂漆包线事先在绕线模上定子绕组一般均由高强度聚脂漆包线事先在绕线模上绕好后，再嵌放在定子铁心槽内，并需进行浸漆、烘干等绕好后，再嵌放在定子铁心槽内，并需进行浸漆、烘干等绝缘处理。绝缘处理。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻

37、、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 1 定子定子 （3） 机座与端盖机座与端盖 机座一般均用铸铁、铸铝机座一般均用铸铁、铸铝或钢板制成，其作用是固定定子铁心，并借助两或钢板制成，其作用是固定定子铁心，并借助两端端盖与转子连成一个整体，使转轴上输出机械端端盖与转子连成一个整体，使转轴上输出机械能。单相异步电动机机座通常有开启式、防护式能。单相异步电动机机座通常有开启式、防护式和封闭式等几种。开启式结构和防护式结构其定和封闭式等几种。开启式结构和防护式结构其定子铁心和绕组外露，由周围空气直接通风冷却，子铁心和绕组外露，由周围空气直接通风冷却，多用于与整机装成一体的场合使用，如

38、图多用于与整机装成一体的场合使用，如图4-14电电容运行台风扇及洗衣机电动机等。封闭式结构则容运行台风扇及洗衣机电动机等。封闭式结构则是整个电机均采用密闭方式，电机内部与外界完是整个电机均采用密闭方式，电机内部与外界完全隔绝，以防止外界水滴、灰尘等浸入，如图全隔绝，以防止外界水滴、灰尘等浸入，如图4-15所示。电机内部散发的热量由机座散出。所示。电机内部散发的热量由机座散出。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 由于单相异步电动机体积、尺寸都较小，且往往由于单相异步电动机体积、尺寸都较小，

39、且往往与被拖动机械组成一体，因而其机械部分的结构有时与被拖动机械组成一体，因而其机械部分的结构有时可与三相异步电动机有较大的区别，例如有的单相异可与三相异步电动机有较大的区别，例如有的单相异步电动机不用机座，而直接将定子铁心固定在前、后步电动机不用机座，而直接将定子铁心固定在前、后端盖中间，如图端盖中间，如图4-14的电容运行台扇电动机。也有的的电容运行台扇电动机。也有的采用立式结构，且转子在外圆，定子在内圆的外转子采用立式结构，且转子在外圆，定子在内圆的外转子结构形式，如图结构形式，如图4-15的电容运行吊扇电动机。的电容运行吊扇电动机。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 电工电子

40、技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 2 转子 转子部分由转子铁心、转子绕组、转轴等组转子部分由转子铁心、转子绕组、转轴等组成，其作用是导体切割旋转磁场，产生电磁转矩，成，其作用是导体切割旋转磁场，产生电磁转矩，拖动机械负载工作。拖动机械负载工作。 （1） 转子铁心转子铁心 转子铁心与定子铁心一样用转子铁心与定子铁心一样用0.35mm硅钢片冲槽后叠压而成，槽内置放转子绕硅钢片冲槽后叠压而成，槽内置放转子绕组，最后将铁心及绕组整体压入转轴。组，最后将铁心及绕组整体压入转轴。 （2） 转子绕组转子绕组 单相异步电动机的转子绕组单相异步电动机的转子

41、绕组均采用笼型结构，一般均用铝或铝合金压力铸造均采用笼型结构，一般均用铝或铝合金压力铸造而成。而成。 （3） 转轴转轴 用碳钢或合金钢加工而成，轴上用碳钢或合金钢加工而成，轴上压装转子铁心，两端压上轴承，常用的有滚动轴压装转子铁心，两端压上轴承，常用的有滚动轴承和含油滑动轴承。承和含油滑动轴承。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 3单相异步电动机的铭牌单相异步电动机的铭牌 在单相异步电动机机座上均装有铭牌，如图在单相异步电动机机座上均装有铭牌，如图所示，其含义与三相异步电动机铭牌相仿，供

42、正所示，其含义与三相异步电动机铭牌相仿，供正确使用电动机时参考。确使用电动机时参考。单相电容运行式异步电动机单相电容运行式异步电动机型号型号do2-6314电流电流0.94a电压电压220v转速转速1400r/min频率频率50hz工作方式工作方式连续连续功率功率90w标准号标准号编号、出厂日期编号、出厂日期xxxxxx电机厂电机厂下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 二、单相异步电动机工作原理二、单相异步电动机工作原理 1 单相绕组的脉动磁场单相绕组的脉动磁场 理论和实践都证明：向单相异

43、步电动机定子理论和实践都证明：向单相异步电动机定子绕组通入单相交流电后，产生的磁场大小及方向绕组通入单相交流电后，产生的磁场大小及方向在不断地变化，但磁场的轴线却固定不变，这种在不断地变化，但磁场的轴线却固定不变，这种磁场称为脉动磁场。磁场称为脉动磁场。 由于磁场只是脉动而不旋转，因此单相异步由于磁场只是脉动而不旋转，因此单相异步电动机的转子如果原来静止不动的话，则在脉动电动机的转子如果原来静止不动的话，则在脉动磁场作用下，转子导体因与磁场之间没有相对运磁场作用下，转子导体因与磁场之间没有相对运动，而不产生感应电动势和电流，也就不存在电动，而不产生感应电动势和电流，也就不存在电磁力的作用，因此

44、转子仍然静止不动，即单相异磁力的作用，因此转子仍然静止不动，即单相异步电动机没有起动转矩，不能自行起动。步电动机没有起动转矩，不能自行起动。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 二、单相异步电动机工作原理二、单相异步电动机工作原理 如果用外力去拨动一下电动机的转子，则转如果用外力去拨动一下电动机的转子，则转子导体就切割定子脉动磁场，从而有电动势和电子导体就切割定子脉动磁场，从而有电动势和电流产生，并将在磁场中受到力的作用，与三相异流产生，并将在磁场中受到力的作用，与三相异步电动机转动原理一

45、样，转子将顺着拨动的方向步电动机转动原理一样，转子将顺着拨动的方向转动起来。因此要使单相异步电动机具有实际使转动起来。因此要使单相异步电动机具有实际使用价值，就必须解决电动机的起动问题。亦即解用价值，就必须解决电动机的起动问题。亦即解决气隙中旋转磁场的产生问题。根据起动方法的决气隙中旋转磁场的产生问题。根据起动方法的不同，单相异步电动机一般可分为电容分相式、不同，单相异步电动机一般可分为电容分相式、电阻分相式和罩极式，下面分别进行介绍。电阻分相式和罩极式，下面分别进行介绍。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育

46、出版社高等教育出版社 三、电容分相单相异步电动机 1.工作原理工作原理 电容分相单相异步电动机其原理线路如图电容分相单相异步电动机其原理线路如图(a)所所示。在电动机定子铁心上嵌放有两套绕组，即工示。在电动机定子铁心上嵌放有两套绕组，即工作绕组作绕组u1u2（又称主绕组）和起动绕组（又称主绕组）和起动绕组z1z2（又称副绕组）。它们的结构相同或基本相同，（又称副绕组）。它们的结构相同或基本相同，但在空间的布置位置互差但在空间的布置位置互差90电角度。电角度。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出

47、版社 三、电容分相单相异步电动机 在起动绕组中串入电容在起动绕组中串入电容后再与工作绕组并联接在单后再与工作绕组并联接在单相交流电源上，适当选择电容相交流电源上，适当选择电容的容量，使流过工作绕组的容量，使流过工作绕组中的电流中的电流iu与流过起动绕组中的电流与流过起动绕组中的电流iz在时间上相差约在时间上相差约90电角度，分析可知在定子转子及气隙间产生的也是旋电角度，分析可知在定子转子及气隙间产生的也是旋转磁场。单相异步电动机的笼型结构转子在该旋转磁场的转磁场。单相异步电动机的笼型结构转子在该旋转磁场的作用下，获得起动转矩而旋转。作用下，获得起动转矩而旋转。下一页下一页章目录章目录返回返回上

48、一页上一页 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 2.电容运行单相异步电动机 在单相异步电动机单相定子绕组中通入单相在单相异步电动机单相定子绕组中通入单相交流电所产生的是脉动磁场，如转子绕组原来是交流电所产生的是脉动磁场，如转子绕组原来是静止的话，则转子导体不切割磁通线，就没有感静止的话，则转子导体不切割磁通线，就没有感应电流，不产生起动转矩，不能自行起动。如用应电流，不产生起动转矩，不能自行起动。如用外力拨动转子使之旋转，则转子导体将切割磁感外力拨动转子使之旋转，则转子导体将切割磁感线而按拨动的方向继续旋转。因此电容分相单相线而按拨

49、动的方向继续旋转。因此电容分相单相异步电动机中的起动绕组与电容支路，只在电动异步电动机中的起动绕组与电容支路，只在电动机起动瞬间起作用，当电动机一旦转起来以后，机起动瞬间起作用，当电动机一旦转起来以后，它的存在与否就没有什么关系了。电容运行单相它的存在与否就没有什么关系了。电容运行单相异步电动机是指起动绕组及电容器始终参与工作异步电动机是指起动绕组及电容器始终参与工作的电动机。的电动机。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 2.电容运行单相异步电动机 电容运行单相异步电动机结构简单，电容运

50、行单相异步电动机结构简单，使用维护方便，只要任意改变起动绕组使用维护方便，只要任意改变起动绕组（或工作绕组）首端和末端与电源的接线，（或工作绕组）首端和末端与电源的接线，即可改变旋转磁场的转向，从而实现电动即可改变旋转磁场的转向，从而实现电动机的反转。电容运行单相异步电动机常用机的反转。电容运行单相异步电动机常用于吊扇、台扇、电冰箱、洗衣机、空调器、于吊扇、台扇、电冰箱、洗衣机、空调器、通风机、录音机、复印机、电子仪表仪器通风机、录音机、复印机、电子仪表仪器及医疗器械等各种空载或轻载起动的机械及医疗器械等各种空载或轻载起动的机械上。上。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 电工电子技术

51、基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 3电容起动单相异步电动机 这类电动机的起动绕组和电容只在电动机起这类电动机的起动绕组和电容只在电动机起动时起作用，当电动机起动即将结束时，将起动动时起作用，当电动机起动即将结束时，将起动绕组和电容从电路中切除。绕组和电容从电路中切除。 起动绕组的切除可以用在电路起动绕组的切除可以用在电路中串联离心开关来实现，图为电中串联离心开关来实现，图为电容起动单相异步电动机原理接线图，容起动单相异步电动机原理接线图，离心开关离心开关s的触点在电动机起动时的触点在电动机起动时(转速低时转速低时)闭合闭合,当电动机起动结束当

52、电动机起动结束时时,由于离心力的作用由于离心力的作用,使离心开关使离心开关 s的触点断开的触点断开,从而达到切除起动绕组从而达到切除起动绕组的目的。的目的。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 3电容起动单相异步电动机 电容起动单相异步电动机比电容运行电容起动单相异步电动机比电容运行单相异步电动机的起动转矩要大，适用于单相异步电动机的起动转矩要大，适用于小型空气压缩机、电冰箱、磨粉机、医疗小型空气压缩机、电冰箱、磨粉机、医疗机械、水泵等满载起动的机械上。机械、水泵等满载起动的机械上。下一页

53、下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 四、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，即工作绕组有两套绕组，即工作绕组u1u2和起动绕组和起动绕组z1z2,如图如图4-19所示。在电动机运行过程中，工作绕组所示。在电动机运行过程中，工作绕组自始至终接在电路中，一般工作绕组占电阻总槽自始至终接在电路中，一般工作绕组占电阻总槽数的数的2/3，起动绕组占定子总槽数的，起动绕组占定子总槽数的1/3。起动绕组只在起动过程起动绕组只在起动过

54、程中接入电路，待电动机中接入电路，待电动机转速达到额定转速转速达到额定转速7080%时，离心开关时，离心开关s将起动绕组从电源上断将起动绕组从电源上断开，电动机即进入正常开，电动机即进入正常运行。运行。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 四、电阻分相单相异步电动机 电阻分相单相异步电动机具有构造简电阻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，主要用单、价格低廉、使用方便等优点，主要用于小型机床、鼓风机、电冰箱压缩机、医于小型机床、鼓风机、电冰箱压缩机、医疗器械等设备中。疗

55、器械等设备中。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 五、单相罩极电动机五、单相罩极电动机单相罩极异步电动机的定子铁心部分通常由单相罩极异步电动机的定子铁心部分通常由0.35mm厚的硅钢片叠压而成，按磁极形式的不同可分为厚的硅钢片叠压而成，按磁极形式的不同可分为凸极式和隐极式两种，其中凸极式结构最为常见，凸极式和隐极式两种，其中凸极式结构最为常见，凸极式按励磁绕组布置的位置不同又可分为集中凸极式按励磁绕组布置的位置不同又可分为集中励磁和单独励磁两种。由于励磁绕组均放置在定励磁和单独励磁两种。

56、由于励磁绕组均放置在定子铁心内，故又可称为定子绕组。图子铁心内，故又可称为定子绕组。图4-20（a）为）为集中励磁罩极电动机结构示意图。励磁绕组只有集中励磁罩极电动机结构示意图。励磁绕组只有一个。而（一个。而（b）图为单独励磁罩极电动机结构。）图为单独励磁罩极电动机结构。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 五、单相罩极电动机五、单相罩极电动机 图（图（a）为集中励磁罩极电动机结构）为集中励磁罩极电动机结构示意图。励磁绕组只有一个。（示意图。励磁绕组只有一个。（b）图为单）图为单独励磁罩极

57、电动机结构。独励磁罩极电动机结构。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 五、单相罩极电动机五、单相罩极电动机 在单相罩极电动机每个磁极面的在单相罩极电动机每个磁极面的1/31/4处处开有小槽，在小槽的极面上套有铜制的短路环，开有小槽，在小槽的极面上套有铜制的短路环，就好像把这部分磁极罩起来一样，所以称单相罩就好像把这部分磁极罩起来一样，所以称单相罩极电动机。励磁绕组用具有绝缘层的铜线绕成，极电动机。励磁绕组用具有绝缘层的铜线绕成，套装在磁极上，转子则采用笼型结构。给单相罩套装在磁极上，转子

58、则采用笼型结构。给单相罩极电动机励磁绕组通入单相交流电时，在励磁绕极电动机励磁绕组通入单相交流电时，在励磁绕组与短路铜环的共同作用下，磁极之间形成一个组与短路铜环的共同作用下，磁极之间形成一个由磁极未罩部分向被罩部分连续移动的磁场，好由磁极未罩部分向被罩部分连续移动的磁场，好似旋转磁场一样，从而使笼型转子受力而旋转。似旋转磁场一样，从而使笼型转子受力而旋转。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 五、单相罩极电动机五、单相罩极电动机 单相罩极电动机的主要优点是结构简单相罩极电动机的主要优点是

59、结构简单、制造方便、成本低、运行噪声小、维单、制造方便、成本低、运行噪声小、维护方便。缺点是起动性能及运行性能较差，护方便。缺点是起动性能及运行性能较差，效率和功率因数都较低，主要用于小功率效率和功率因数都较低，主要用于小功率空载起动的场合，在台式电扇、仪用电扇、空载起动的场合，在台式电扇、仪用电扇、换气扇、录音机、电动工具及办公自动化换气扇、录音机、电动工具及办公自动化设备上采用。设备上采用。 下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 六、单相异步电动机的调速六、单相异步电动机的调速 1 单

60、相异步电动机的调速单相异步电动机的调速 单相异步电动机的调速原理与三相异单相异步电动机的调速原理与三相异步电动机一样可以用改变电源频率（变频步电动机一样可以用改变电源频率（变频调速）、改变电源电压（调压调速）和改调速）、改变电源电压（调压调速）和改变绕组的磁极对数（变极调速）等多种，变绕组的磁极对数（变极调速）等多种，其中目前使用最普遍的是改变电源电压调其中目前使用最普遍的是改变电源电压调速。速。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页 电工电子技术基础电工电子技术基础 赵承荻、周玲主编赵承荻、周玲主编 高等教育出版社高等教育出版社 六、单相异步电动机的调速六、单相异步电动机的调速 调压调