单相异步电动机的起动.反转.调速

关于单相异步电动机的起动.反转.调速单相感应电动机

单相感应电动机又称单相异步电动机；单相感应电动机定子上必须安放两个绕组：工作绕组（主绕组）和起动绕组（副绕组）依靠电磁感应作用，实现电能到机械能的转换。电容分相电机罩极式排气扇电机第2页,共33页，2024年2月25日，星期天第3页,共33页，2024年2月25日，星期天

单相异步电动机主要应用于电动工具、洗衣机、电冰箱、空调、电风扇等小功率电器中。单相异步电动机的定子中放置单相绕组,转子一般用鼠笼式。定子绕组中通入单相交流电后,形成脉动磁场，若不采取措施，将无法获得所需的起动转矩。定子定子绕组转子AA'

NS单相异步电动机的工作原理第4页,共33页，2024年2月25日，星期天

定子绕组产生的脉动磁场

，可用正、反两个旋转磁场合成来等效。即

+

-

m=

+

-=t

O第5页,共33页，2024年2月25日，星期天脉动磁场的分解④⑥⑧⑧

③⑦⑦⑨⑨⑥⑤②①

+

-

①

-

+

+

-

②③④⑤

第6页,共33页，2024年2月25日，星期天正反向旋转磁场的合成转矩特性合成转矩(正向)起动转矩为零(反向)正转转反第7页,共33页，2024年2月25日，星期天

如单相电机转子静止，在脉动磁场作用下，转子绕组左、右侧所产生电磁转矩大小相等方向相反相互抵消，如图示。脉动磁场不能产生启动转矩，电动机无法自行启动。如果启动时用外力朝任意一个方向拨动电动机的转子，则转子两边产生的电磁转矩就有了差距，就会产生合成转矩，电动机就会朝着被拨动的方向旋转起来。单相异步电动机的工作原理第8页,共33页，2024年2月25日，星期天

1．电路构成

图示为单相电阻起动式异步电动机的原理图。图中“1”为主绕组，匝数比启动绕组多，主要呈感性。“2”为启动绕组，匝数较少、导线较细，相对于主绕组呈阻性。由电流、电压矢量图可以看出，工作时启动绕组中的电流I2超前于工作绕组的电流I1·一个φ角，两者之间有一定的相位差，从而可以形成旋转磁场,产生起动转矩。电阻起动式异步电动机第9页,共33页，2024年2月25日，星期天

2．特点

起动绕组一般是按短时工作设计,因此串有一个起动开关S,当转速上升到一定程度时,开关自动断开起动绕组,由工作绕组维持运行。由于

角不大,因此电阻起动式电动机的起动转矩较小。

3．应用

适用于空载或轻载起动的场合。电阻起动式异步电动机第10页,共33页，2024年2月25日，星期天

1．电路构成

图示为单相电容起动式电动机的原理图。电动机的启动绕组中串联了一个电容器，选择合适的电容量，可使工作绕组与启动绕组的电流相位差接近90

，产生近似于圆形的旋转磁场。

电容起动式异步电动机第11页,共33页，2024年2月25日，星期天

2．特点

具有较大的启动转矩，且启动电流较小，因而这种电动机的起动性能较好。电容启动式电动机的起动绕组也是按短时工作设计，因此串有一个起动开关S,当转速上升到一定程度时,开关自动断开起动绕组,由工作绕组维持运行。电容起动式异步电动机第12页,共33页，2024年2月25日，星期天

1．电路构成

图示为单相电容运转式电动机的原理图。与电容启动式电动机相比较，其启动绕组中不串起动开关S，因此启动绕组和启动电容器在电动机启动后也参与运行，因此称为电容运转式电动机。第13页,共33页，2024年2月25日，星期天

2．特点

这种电动机运行时输出功率大、功率因数高、过载能力强、噪声低、振动小。其缺点是起动性能不如电容起动式电动机好。

3．应用

广泛应用于各种小功率的电动类日用电器中第14页,共33页，2024年2月25日，星期天

为了使电动机的起动和运行性能都比较好，可以在启动绕组中串联两个相互并联的电容器，其中C1与启动开关S串联。电动机启动时，两个电容器都参与工作；启动结束，由S断开启动电容器，只有C2参与运行，这样电动机的启动与运行性能都能得到保障。电容起动运转式异步电动机第15页,共33页，2024年2月25日，星期天

罩极式电动机转子是笼型,定子有凸极式和隐极式两种。凸出定子磁极1/3处开槽,短路铜环,作为副绕组,凸极另一个线圈为主绕组。定子绕组通入单相交流,产生脉动磁场分两部分，一部分磁通不穿过短路环,另一部分穿过短路环,由于短路环在变化磁场中产生感应电流,使Φ2

滞后于Φ1,这种相位差相当于磁场未罩的部分向被罩的部分连续移动,磁场的中心线始终是由磁极的未罩部分移向被罩部分。椭圆度旋转磁场,使电动机产生起动转矩自行起动并运行。罩极式电动机第16页,共33页，2024年2月25日，星期天罩极式单相异步电机~~i

1

2定子绕组鼠笼式转子短路环极掌(极靴)第17页,共33页，2024年2月25日，星期天第18页,共33页，2024年2月25日，星期天一、单项异步电动机的反转二、单项异步电动机的调速第19页,共33页，2024年2月25日，星期天

1．分相式电动机的反转

改变单相异步电动机的起动绕组或工作绕组的电流方向。就可以改变单相异步电动机的转向，电路原理如图所示。第20页,共33页，2024年2月25日，星期天

2．罩极式电动机反转

罩极式电动机的转向由定子磁极的结构决定的，故运行时无法改变，只有把定子绕组铁心从机座中抽出来，反相后再装。或在定子槽中增加一套主绕组或罩极线圈。第21页,共33页，2024年2月25日，星期天

1．调速原理和方法

通过改变电源电压或电动机结构参数的方法，从而改变电动机转速的过程，称为调速。常用的调速方法有两种：第一是外电路降压法，；第二种是通过改变定子绕组的匝数调速。

2．外电路降压调速（1）串联电抗法，如图。第22页,共33页，2024年2月25日，星期天

将电动机主、副绕组并联后再与电抗器串联。调速开关接高速档，电机绕组直接接电源，转速最高；调速开关接中、低速档，电机绕组串联不同的电抗器，总电抗增大，转速降低。

用此方法调速比较灵活，电路结构简单，维修方便，但需要专用电抗器，成本高，耗能大，低速起动性能差。单相异步电动机的调速

第23页,共33页，2024年2月25日，星期天

（2）采用PTC零件调速

如图为具有微风挡的电风扇调速电路。

微风——风扇在500r/min以下送出的风。如采用一般的调速方法，电动机在这样低的转速下很难启动，电路利用常温下PTC电阻很小，电动机在微风挡直接起动，起动后，PTC阻值增大，使电动机进入微风挡运行。第24页,共33页，2024年2月25日，星期天

（3）晶闸管调压调速

晶闸管调压调速是通过改变晶闸管的导通角来改变电动机的电压波形，从而改变电压的有效值已达到调速的目的。第25页,共33页，2024年2月25日，星期天

图示为吊扇使用的双向晶闸管调压调速电路。第26页,共33页，2024年2月25日，星期天

3．绕组抽头法调速

绕组抽头法调速，实际上是把电抗器调速法的电抗嵌入定子槽中，通过改变中间绕组与主、副绕组的连接方式，来调整磁场的大小和椭圆度，从而调节电动机的转速。采用这种方法调速，节省了电抗器，成本低、功耗小、性能好，但工艺较复杂。实际应用中有L型和T型绕组抽头调速两种方法。第27页,共33页，2024年2月25日，星期天

（1）L型绕组的抽头调速第28页,共33页，2024年2月25日，星期天

（2）T型绕组的抽头调速

4．其他调速方法

自耦变压器调压调速、串电容器调速和变极调速等。第29页,共33页，2024年2月25日，星期天单相电源产生的脉动磁场（1）起动转矩为零——不可自行起动（2）旋转方向不能确定——取决于起动时的转向。第30页,共33页，2024年2月25日，星期天

分相式电动机：定子上安装空间上有相位差的两绕组，主（工作）绕组和副（起动）绕组。根据获得绕组空间位置差和电流相位差的方法不同，分相式异步电动机分：

电阻起动、电容起动、电容运转、电容起动运转四类。

罩极式单相异步电动机。单相异步电动机多采用调压方法来调速，常用串电抗器调速，晶闸管调压调速和定子绕组抽头法等。第31页,共33页，2024年2月25日，星期天

三相异步电动机在运行过程中，若其中一相与电源断开，就成为单相电动机运行。此时电动机仍将继续转