机床电气控制技术与技能 3.2 单相异步电动机 学习课件

任务二单相异步电动机知识链接一单相异步电动机的结构和工作特点1．单相异步电动机的结构单相异步电动机外形如图3-2-1（a）所示，其结构原理和三相异步电动机大体相似，即它的转子为笼型结构，定子采用在定子铁心槽内嵌放单相定子绕组，如图3-2-1（b）所示。

（a）外形图(b)结构图图3-2-1单相异步电动机的外形与结构

2．单相异步电动机的工作特点在单相定子绕组中通入单相交流电后，产生的磁场不是旋转磁场，而是脉动磁场。一个脉动磁场可以分解为两个大小相等、方向相反的旋转磁场，单相异步电动机的电磁转矩T等于在正、反转磁场分别作用下产生的电磁转矩T+和T-之叠加。3．单相异步电动机的起动常用的方法是在电动机中增加一相启动绕组，且与工作绕组对称（匝数相等、空间互差900），通入相位差900的两相交流电时，则可产生旋转磁场，如图3-2-2所示，转子自行起动，电动机一旦转动，切除起动绕组后仍可以继续运行。

任务二单相异步电动机知识链接二单相异步电动机的分类单相异步电动机根据分相的方法，可分为单相电阻起动异步电动机、单相电容起动电动机、单相电容运行异步电动机、单相电容起动与运行异步电动机和单相罩极式异步电动机等，详见表3-2-1。

知识链接三单相异步电动机的反转与调速1、反转要使单相异步电动机反转必须使旋转磁场反转，一般是把工作绕组或起动绕组的首端和末端与电源的接线对调，有的电容运行单相电动机采用将电容器从一组绕组中改接到另一组绕组中的方法实现反转。

任务二单相异步电动机表3-2-1单相异步电动机的分类

类别外形图电路图工作原理特点应用范围单相电阻起动异步电动机起动绕组通过一个起动开关和工作绕组并接到单相电源上，起动绕组电流超前工作绕组电流一个电角度，产生旋转磁场，获得起动转矩。转速达到80%左右额定值后，起动开关自动断开起动绕组，实现单相运行。起动转矩不大（一般为额定转矩的1.2～2倍），但起动电流较大应用于电冰箱的压缩机中单相电容起动异步电动机在起动绕组中串入一个电容器构成，起动绕组的电流超前于工作绕组电流一定的电角度。当电容量合适时，可使相位差接近900.起动转矩大，起动电流量小，起动性能好适用于各种满载起动机械，如小型空气压缩机，木工机械等单相电容运行异步电动机将单相电容起动异步电动机中的起动开关去掉，起动绕组的导线加粗，起动绕组和电容不仅在起动时起作用，运行时也起作用，实际上是两相电动机，适当选择电容器的容量，可使两电流相位差接近90°电容量较小，但结构简单，价格低，工作可靠，运行性能好用于电风扇、空调、电子仪表等用电设备中单相电容起动与运行异步电动机在起动绕组中采用了两个并联的电容器，容量较大的电容器串一个起动开关。起动时，两个电容同时作用，转速上升到一定程度时，开关自动断开，只有小电容器参与运行结构复杂，成本高，但起动与运行性能都有改善用于要求起动转矩大，功率因数较高的设备上，如电冰箱、水泵、小型机车等单相罩极式异步电动机当罩极式电动机和定子绕组通入单相交流电后，在定子绕组与短路铜环的共同作用下，磁极之间形成一个连续移动的磁场，好似旋转磁场一样，从而使笼型转子受力而旋转。结构简单、制造方便、成本低，维护方便。缺点是起动和运行性能较差用于小功率空载起动的场合，如计算机的散热风扇、各种微型电扇任务二单相异步电动机2、调速单相异步电动机和三相异步电动机一样，恒转矩负载的转速调节是较困难的。对容量较小的通风机类负载，如吊扇、台扇等，一般采用电容运行单相异步电动机，为了达到控制其风量和风速的目的，大多带有调速装置，而且大多采用改变定子绕组电压的方法来调速。常用的调速方法见表3-3-2所示。

方法类别电路图工作原理特点串电抗器调速将电动机主、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；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。调速较灵活，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。采用PTC元件调速微风--电扇转速在500r/min以下送出的风，如果采用一般的调速方法，风扇电动机在这样低的转速下很难起动。电路利用常温下PTC电阻很小，电动机在微风档直接起动，起动后PTC阻值增大，使电动机进入微风档运行。可以实现微风的送出晶闸管调速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以达到调速的目的。电路结构简单，调速、节能效果好，可以做到无机调速，但会产生一些电磁干扰，大量用于风扇调速。任务二单相异步电动机知识链接四单相异步电动机的使用与检修表3-3-3给出各种故障可能的原因及检查排除方法。任务二单相异步电动机任务实施一、任务实施器材1、单相异步电动机一台/组2、兆欧表、钳形电流表、转速表及万用表各一只/组3、螺钉旋具、钢板尺、活扳手、尖嘴钳各一把/组4、实训台一台/组二、任务实施步骤1、单相异步电动机的认识操作步骤1：记录铭牌操作要求：认真观察任务所用电动机的外形及铭牌，并记录铭牌信息，填写表3-2-4.

表3-2-4单相异步电动机铭牌记录表

型号额定功率额定电压额定电流额定转速额定频率标准编号噪声级接法绝缘等级防护等级工作制生产厂名出厂编号生产日期重量操作步骤2：测量中心高及底座操作要求：用直尺测量电动机的中心端至底脚平面的高度，测量电动机底座的长、宽尺寸，核对测量值是否与铭牌信息一致，填写表3-2-5。

表3-2-5单相异步电动机测量数据表

轴中心高底座长度底座宽度实际转速实际电流正转控制正转控制反转控制反转控制任务实施2、单相异步电动机单相旋转控制操作步骤1：正转控制操作要求：将电动机按照正转接线方式连线，启动电动机，观察电动机的旋转方向。待电动机转速稳定后，用手持式转速表测量电动机的实际工作转速，用钳形电流表测量电动机的实际工作电流，认真读书并记录。核对转速测量值、电流测量值是否与铭牌信息一致。操作步骤2：反转控制操作要求：将电动机按照反转接线方式连线，启动电动机，观察电动机的旋转方向。待电动机转速稳定后，用手持式转速表测量电动机的实际工作转速，用钳形电流表测量电动机的实际工作电流，认真读书并记录。核对转速测量值、电流测量值是否与铭牌信息一致。

任务实施任务评价表项目内容评分标准配分得分记录铭牌1、会认识铭牌信息5分2、铭牌信息记录准确、全面5分10分测量中心高及底座尺寸测量中心高方法是否正确，测量值是否准确5分测量底座尺寸方法是否正确、测量值是否准确5分会进行数据比较和验证10分20分正转控制1、接线方法是否正确10分2、是否按规定方向旋转10分3、会进行数据比较和验证10分30分反转控制1、接线方法是否正确