异步电机阎治安

1、第 15 章 单相异步电动机 15-1 单相异步电动机的原理、性能和分类 单相异步电动机由单相电源供电，使用方便，广泛应用于家用电器、电动工具、医疗器械中。 与同容量的三相异步电动机比较而言，单相异步电动机的体积大、运行性能较差，所以单相电机只做成小容量的。 典型的单相异步电动机通常在定子上有2，转子是普通的鼠笼转子。 单相异步电动机类型:(1)单相电阻分相启动异步电动机；(2)单相电容分相启动异步电动机；(3)单相电容运转异步电动机；(4)单相电容启动兼运转异步电动机；(5)单相罩极式异步电动机。1一、1 相定子绕组（又叫单绕组）通电时的机械特性分析单相异步电动机定子绕组上有两个交流分布绕组

2、(一般相差90电角度)，主绕组 m和副绕组 a 。当主绕组m相通入单相正弦交流电流时，将会产生正弦分布的基波脉振磁势。数学变换后得上式。这是两个圆形旋转磁势，他们可以分别在异步电动机中产生电磁转矩。所以主绕组通电时电机中的电磁转矩为这两个旋转磁势产生的电磁转矩的叠加。 23 f+产生T+=f(s)， f- 产生 T-= f(s)，电动机机械特性中的转矩为 T= T+T- 。1相通电时，F+和F-幅值相等，转向相反，对应T+和T-也相对于原点对称。合成T=f(s)具有如下特点：(1) 最初启动转矩为零； (2) 没有固定转向； (3) 由于负序转矩的存在，其性能较 普通的三相异步电动机的性能差；

3、 (4) 理想空载状态也达不到同步速。二、2 相定子绕组通电时的机械特性 当单相异步电动机的m绕组和a绕组通入不同相位的2相交流电时，一般产生椭圆形旋转磁势f 。f 可以分解为两个圆形旋转磁势f +和f -，但F+ F-，对应的T+=f(s)和T-=f(s)不再对称，合成转矩T = f (s) 不通过原点。4三、普通单相异步电动机的结构 （定子绕组实际为 2 相）单相异步电动机一般只做成小容量的（现在容量达0.553.7kW）。 定、转子铁心和定子绕组及机械部分同普通三相异步电动机相似。运行时启动时离心力弹簧压力离心开关示意图 主绕组 单相工作绕组定子绕组 运行时取消（借助于离心开关） 副绕组

4、 辅助启动绕组 运行时存在（单相电容运转型）转子是普通的鼠笼转子。 5在n=0时，T0，电动机具有正向启动转矩；启动后，n0，T0，电动机可以连续运行。如果m相（主）绕组和a相（副）绕组空间错开90电角度，通入的两相电流相位差为90度且幅值相等，则产生圆形旋转磁势，此时F=F+，F-=0；T=T+，T-=0，机械特性曲线将与三相异步电动机的情况相同，启动转矩也较大。结论：起动的必要条件 (1) 定子具有空间不同位置的两套绕组； (2) 两相绕组通入不同相位的交流电流。 必须采取措施将m相和a相电流的相位移相，或叫“分相”、“裂相”，不同的分相方法对应于不同的单相异步电动机。三、各种类型的单相异

5、步电动机 1、 单相电阻启动异步电动机 (YU, BO2，JZ系列) 二极：90-1100 W， 四极：60-750W 将m绕组和a绕组设计成不一样。m相匝数多、导线粗；a相匝数少而导线细。主绕组电抗较大而电阻较小；副绕组电抗较小而电阻较大。 6启动时S合上，m和a通入被“分相”的电流，电动机启动，当转速达到75-80%同步转速时，S自动断开。电动机在m绕组单独驱动下运行。 曲线1为两绕组都通电的机械特性，曲线2为只有m绕组工作时的机械特性。这种单相异步电动机两相电流相位相差不大，起动转矩较小Tst=(1.1-1.8)TN。改变转向的方法：单独改变m或者a绕组的通电极性。7(2)单相电容分相异

6、步电动机(YC，CO2，JY系列) 二极：180-3700W； 四极：120-3700W； 六极：250-2200W 给a绕组中串接一个起动电容C，使得2绕组的阻抗不同，达到分相的目的。 优点：(1)配备合适的电容器可以使得其性能提高。(2)这种电机的a绕组与m绕组设计得合适，从而在启动时得到较为接近圆形的旋转磁势，提高启动转矩。(3)合成电流较小，即启动电流较小，而启动转矩较大，适合于对启动转矩要求较高的负载。 8(3) 单相电容运转异步电动机 (YY，DO2，JX 系列) 二极：40-2000 W， 四极：25-1500 W没有开关，副(即 a)绕组不仅参与启动，而且参与运行。 相当于两相

7、异步电动机；电机的运行性能较好，功率因数、效率、过载能力都较电阻分相或者电容分相的单相电动机高；转向易改变。副绕组要按照长期运行的情况来设计。另外，由于阻抗随着转速变化，圆形启动和圆形运行难以兼顾，所以该类电动机启动性能不如电容分相启动单相异步电动机。(4)单相电容启动兼运转异步电动机(YL系列) 二极：370-3000 W， 四极：250-3000 W 9 为了克服电容运转电动机不能兼顾圆形启动和圆形运转的缺憾，在a绕组中采用两个并联的电容器。C为长期运行电容器，Cs为启动电容器。 启动时，串联在a绕组的总电容为C+Cs，较大，可以产生较圆形的旋转磁势；转速达到一定值后，Cs被开关甩开，运行时的磁势也接近圆形。该类单相电动机中最理想的一类。启动转矩、最大转矩、功率因数、效率都提高了；电机噪声较小。四、罩极电动机（p263 其示意图如图15.8所示） 1.罩极电动机的特点 结构上最简单（定子绕组由集中绕组和罩极绕组组成）； 转向不可逆； 效率、功率因数较小。 2.罩极电动机的原理 据相量图解释 3.说明 （见