电机与变压器 课件 第5章 单相异步电动机

电机与变压器第五章单相异步电动机第一节单相异步电动机的基本结构和工作原理一、单相异步电动机的基本结构１.定子（１）定子铁心定子铁心大多用０.３５ｍｍ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，如图５-３及图５-４所示。（２）定子绕组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。（３）机座与端盖机座一般均用铸铁、铸铝或钢板制成，其作用是固定定子铁心，并借助两端的端盖与转子连成一个整体，使转轴上输出机械能。２.转子第一节单相异步电动机的基本结构和工作原理（１）转子铁心转子铁心与定子铁心一样用０.３５ｍｍ厚的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。（２）转子绕组单相异步电动机的转子绕组均采用笼型结构，一般均用铝或铝合金压力铸造而成。（３）转轴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，常用的有滚动轴承和含油滑动轴承。第一节单相异步电动机的基本结构和工作原理３.单相异步电动机的铭牌第一节单相异步电动机的基本结构和工作原理（１）型号型号表示该产品的种类、技术指标、防护结构型式及使用环境等。第一节单相异步电动机的基本结构和工作原理（２）电压是指电动机在额定状态下运行时加在定子绕组上的电压，单位为Ｖ。（３）频率是指加在电动机上的交流电源的频率，单位为Ｈｚ。（４）功率是指单相异步电动机轴上输出的机械功率，单位为Ｗ。（５）电流在额定电压、额定功率和额定转速下运行的电动机，流过定子绕组的电流值，称为额定电流，单位为Ａ。（６）转速电动机在额定状态下运行时的转速，单位为ｒ／ｍｉｎ。（７）工作方式工作方式是指电动机的工作是连续式还是间断式。第一节单相异步电动机的基本结构和工作原理二、单相异步电动机的工作原理１.单相绕组的脉动磁场第一节单相异步电动机的基本结构和工作原理２.两相绕组的旋转磁场第二节电容分相单相异步电动机一、电容分相单相异步电动机的工作原理二、电容分相单相异步电动机的分类１.电容运行单相异步电动机２.电容起动单相异步电动机第二节电容分相单相异步电动机３.双电容单相异步电动机第三节电阻分相单相异步电动机第三节电阻分相单相异步电动机第四节单相罩极异步电动机第四节单相罩极异步电动机１）当流过励磁绕组中的电流由零开始增大到ａ时，由电流产生的磁通也随之增大，但在被铜环罩住的一部分磁极中，根据楞次定律，变化的磁通将在铜环中产生感应电动势和电流，力图阻止原磁通的增加，从而使被罩磁极中的磁通较疏，未罩磁极中的磁通较密，如图５-１６ａ所示。２）当电流在ａｂ段时，电流的变化率近似为零，这时铜环中基本上没有感应电流产生，因而磁极中的磁通均匀分布，如图５-１６ｂ所示。３）当励磁绕组中的电流由ｂ往下降时，铜环中又有感应电流产生，以阻止被罩部分磁极中磁通的减小，因而此时被罩部分的磁通分布较密，而第四节单相罩极异步电动机未罩部分的磁通分布较疏，如图５-１６ｃ所示。第四节单相罩极异步电动机第五节单相异步电动机的调速及反转一、单相异步电动机的调速１.串联电抗器调速２.自耦变压器调速第五节单相异步电动机的调速及反转第五节单相异步电动机的调速及反转３.串联电容器调速４.晶闸管调压调速第五节单相异步电动机的调速及反转５.绕组抽头法调速（１）工作绕组串并联调速如图５-２１所示，工作绕组由两部分组成，高速时两部分绕组并联，流过工作绕组的电流大，电动机转矩大，转速高。（２）工作绕组抽头（或起动绕组抽头）调速图５-２２ａ所示为工作绕组抽头调速，开关Ｓ在１挡时，工作绕组匝数少，电流大，为高速挡；在２挡及３挡时，转速下降。第五节单相异步电动机的调速及反转（３）串中间绕组调速这种调速方法是在单相异步电动机定子铁心上再嵌放一个调速绕组（又称为中间绕组），它与工作绕组及起动绕组连接后引出几个抽头，如图５-２３所示。第五节单相异步电动机的调速及反转二、单相异步电动机的反转第六节单相异步电动机的定子绕组一、单层链式绕组１）图５-２５ａ所示连接方式第六节单相异步电动机的定子绕组２）图５-２５ｂ所示连接方式３）图５-２６所示连接方式第六节单相异步电动机的定子绕组二、单层同心式绕组第六节单相异步电动机的定子绕组三、双层叠绕组第六节单相异步电动机的定子绕组四、正弦绕组１.绕组的构成第六节单相异步电动机的定子绕组２.匝数分配（１）计算各同心线圈半个节距的正弦值（２）计算每极内各线圈半个节距的总正弦值（３）计算各同心线圈占每极线圈的百分数Ｋ％第六节单相异步电动机的定子绕组（４）每个同心线圈的匝数Ｎ１（ｘ～ｘ）３.应用举例技能训练７单相异步电动机的控制电路和检修一、训练目的１）初步学会吊扇及台扇控制电路的接线方法。２）掌握单相电容电动机起动、运行、反转、调速的原理及方法。３）学习单相异步电动机（电扇）在使用过程中的维护、检修方法及步骤。二、训练器材１）单相电容运行异步电动机（台扇和吊扇用电动机）各１台。２）转叶式电扇，１台。３）油浸电容器，１～１.５μＦ，４００Ｖ，１只。４）吊扇用调速电抗器，四挡或五挡，１只。５）台扇调速开关，四挡或五挡，１个。６）吊扇用晶闸管调压调速器，１个。７）刀开关，ＨＫ２—１０／２型，２５０Ｖ，１０Ａ，１只。技能训练７单相异步电动机的控制电路和检修８）万用表，５００型，１只。９）电工工具，１套。三、训练内容及步骤１.电扇电动机的测量１）观察单相异步电动机、电容器、调速用电抗器、调速开关的结构，记录单相电动机、电容器的参数（可观看电扇铭牌）。技能训练７单相异步电动机的控制电路和检修２）用万用表测量单相电动机的绕组电阻，以确定电动机的工作、起动绕组。２.吊扇串联电抗器调速及反转１）按图５-３０所示电路进行接线，先将调速开关Ｓ１置于５挡，合上开关Ｓ２，然后合上电源开关ＱＳ起动电动机，串入电抗器以后电动机的起动情况是____，电动机转向（从电扇上部往下观察）为____。２）将调速开关Ｓ１由５挡拨向４挡，再拨向３、２、１挡，电动机进入稳态运行后（切除电抗器后），电动机转速变化情况是____，转向变化情况是____。技能训练７单相异步电动机的控制电路和检修３）电动机起动后，断开Ｓ２，切除电容器和起动绕组，模拟电容起动式电动机的运行情况，观察电动机的转向和转速：转速有无变化____，转向有无改变____。４）先断开ＱＳ切断电源，将工作绕组（或起动绕组）的首、末端换接，再合上Ｓ２和ＱＳ重新起动电动机，Ｓ１置于５挡，观察其转向和转速：电动机转速____，转向____。５）调节开关Ｓ１至各挡位，观察电动机的转速变化情况。３.台扇抽头法调速１）按图５-３１所示电路进行接线。技能训练７单相异步电动机的控制电路和检修２）合上电源开头ＱＳ，将调速开关Ｓ分别置于各挡，观察电动机的转速变化情况：１挡____，２挡____，３挡____。４.吊扇晶闸管调压调速电路１）按图５-３２所示电路进行接线（单点画线框内的晶闸管调压电路已接在调速器内，接线时只需将调速器的两个端钮外接电源和吊扇电动机即可）。２）旋动调速旋钮，附在电位器上的开关Ｓ即接通，吊扇电动机起动，观察电动机转速变化的情况：旋钮顺时针旋动时转速由到。３）断开电源，拆开调速器后盖，记录双向晶闸管调压调速电路和元、器件的型号、参数：ＶＴ____，ＶＤ____，Ｃ____，Ｒ１____，Ｒ２____。５.单相异步电动机正、反转电路技能训练７单相异步电动机的控制电路和检修１）按图５-３３所示电路进行接线，当Ｓ与下面的触头２接通时，电容器Ｃ串入起动绕组支路，电动机正转，观察电动机转向：从上部往下看，电动机______时针方向转动。２）当Ｓ与上面的触头１接通时，电容器Ｃ串入工作绕组支路，电动机反转，观察电动机的转向：从上部往下看，电动机时针方向转动。６.单相异步电动机的检修１）电扇平时应经常清洁，以清除扇叶和机壳表面的灰尘。技能训练７单相异步电动机的控制电路和检修２）电扇的故障有电气故障和机械故障。３）检修过或者长时间不用的电扇，在使用前应测量其绝缘电阻。７.电扇的拆装１）用手旋下装饰件。２）用一字形螺钉旋具轻轻地从转轴上将转叶衬圈取下。３）用手拉出转叶轮。４）用起子拆下网罩与前盖之间的连接螺钉，取出网罩。５）拆下前盖。技能训练７单相异步电动机的控制电路和检修６）用手拉出扇叶。７）如要对电扇电动机进行拆装，则可参照三相异步电动机的拆装步骤进行。８）清扫、擦抹干净，给电动机注入少量润滑油后即可将风扇重新装配好。四、注意事项１）做台扇电动机训练时可使用台扇，或将电源开关和调速开关外接装在实验板上；做吊扇训练时则应拆去扇叶，并设法将电动机固定好。２）测量单相电动机绕组电阻时，对于串联电抗器调速的电动机测工作绕组、起动绕组电阻值。３）本技能训练采用２２０Ｖ交流电压，因此应注意操作安全。４）拆装电扇时要仔细，不要损坏或丢失零部件。本章小结１）单相异步电动机是指利用单相交流电源供电，电动机转速随负载变化而稍有变化的一种交流电动机，通常其功率都比较小，主要用于小型风机、家用电器等由单相电源供电的场合。２）由于在单相定子绕组中通入单相交流电后产生的是脉动磁场，因此单相异步电动机本身没有起动转矩，不能自行起动。３）根据单相异步电动机起动方法的不同，可分为电