電工電子教案5.3.1單相異步電動機

第五章電動機第三節(jié)單相異步電動機

第三節(jié)單相異步電動機【學習目標】

1．了解單相異步電動機的結構、特點及其起動、反轉(zhuǎn)和調(diào)速的基本方法。2．明確單相異步電動機的維護常識。

【重點難點】單相異步電動機的起動。什么是單相異步交流電動機？采用單相交流電源供電的電動機稱為單相異步電動機。單相異步交流電動機的應用：通常廣泛應用在小容量的場合，如家用電器（電風扇、電冰箱、洗衣機等）、空調(diào)設備、電動工具（如油泵、砂輪機）、醫(yī)療器械及輕工設備中。洗衣機電機油煙機電機電動車電機家用空調(diào)電機單相異步電動機的優(yōu)缺點：

優(yōu)點：結構簡單，成本低廉，噪音小。缺點：與同容量三相感應電動機相比較，體積較大，功率因數(shù)及過載能力都較低。故單相感應電動機只能作成小容量：微型：幾瓦～750瓦；小型：550瓦～3700瓦。一、單相異步電動機的結構單相異步電動機結構及各部分介紹:（1）拆開示意圖如下：

[動畫演示]：單相異步電動機的結構

單相異步電動機的結構

（2）各部分簡介機座：一般用鑄鐵制作，起固定與支撐作用。鐵心：包括定子鐵心和轉(zhuǎn)子鐵心，構成電動機的磁路。用0.35mm和0.5mm厚的硅鋼片疊壓而成。繞組：定子繞組做成兩相：主繞組（工作繞組）和副繞組（起動繞組）。它們的中軸線錯開一定的電角度，為了改善起動性能和運行性能，通常采用高強度聚脂漆包線繞制。轉(zhuǎn)子繞組一般采用籠型繞組，常用鋁壓鑄而成。起動開關：在起動過程中，當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速達到同步轉(zhuǎn)速的80%左右時，常借助于起動開關，切除起動繞組或起動電容器。

單相異步電動機的結構

離心開關：一種常用的起動開關，一般安裝在電動機端蓋邊的轉(zhuǎn)子上。當電動機轉(zhuǎn)子靜止或轉(zhuǎn)速較低時，觸點接通；當電動機轉(zhuǎn)速達到一定值后，觸點斷開。離心開關如下圖所示。

二、單相異步電動機的起動方法

1、單相異步電動機脈動磁場（1）脈動磁場：單相異步電動機工作繞組中通入單相交流電后，產(chǎn)生一個在空間位置不變、大小和方向隨交流電流而變的磁場。（2）脈動磁場不旋轉(zhuǎn)，不產(chǎn)生起動力矩，電動機不能自行起動。磁場不旋轉(zhuǎn)，不會產(chǎn)生起動力矩，因此，電動機不能自行起動。定子定子繞組轉(zhuǎn)子AA'NSAA'NS2、單相異步電動機的起動（1）常用方法：

在電動機中增加一相起動繞組，且與工作繞組對稱（匝數(shù)相等、空間互差90°），通入相位差90°的兩相交流電時，則可產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場（如下圖）。轉(zhuǎn)子自行起動，電動機一旦轉(zhuǎn)動，切除起動繞組后仍可以繼續(xù)運行。

以上起動方法稱為單相異步電動機的分相起動，即把單相交流電變?yōu)閮上嘟涣麟姡瑥亩趩蜗喈惒诫妱訖C內(nèi)部建立一個旋轉(zhuǎn)磁場。ABB'A'ABB'A'ABB'A'兩相旋轉(zhuǎn)磁場450900iBiAO了解決單相異步電動機不能自行啟動的問題，往往采用在單相電動機的定子繞組中嵌放兩套繞組，分別為主繞組和啟動繞組，在啟動繞組中又采用串入電阻或電容使兩個繞組中的電流在時間上有一定的相位差，就可以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。因此單相電動機在類型上可分為：單相異步電動機的分類單相異步電動機的起動方法1、單相電阻起動異步電動機起動繞組匝數(shù)少、導線細，視為純電阻負載。工作繞組匝數(shù)多、導線粗，視為純電感負載。兩繞組并聯(lián)接同一電源時，起動繞組電流I2超前工作繞組電流I1一個電角度，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，獲得起動轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)速達到80%左右額定值后，起動開關自動斷開起動繞組，實現(xiàn)單相運行。特點：起動轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的1.2～2倍。起動電流較大。應用：電冰箱的壓縮機中。

單相異步電動機的起動方法

2.單相電容起動異步電動機在起動繞組中串入一個電容器構成。起動繞組中的電流I2超前于工作繞組電流I1一定的電角度。當電容量合適時，可使相位差接近90°。電動機起動后，利用起動繞組支路的起動開關切斷起動繞組。特點：起動轉(zhuǎn)矩大(額定轉(zhuǎn)矩的1.5～3.5倍)、起動電流，起動性能好。應用：適用于各種滿載起動的機械，如小型空氣壓縮機，木工機械等。電容分相式異步電動機iAS??ABB'???A~iB設兩相電流為兩相電流正弦波形如圖所示。iBiAO起動繞組二、單相異步電動機的啟動方法工作繞組

單相異步電動機的起動方法

3.單相電容運行異步電動機將單相電容起動異步電動機中的起動開關去掉，并將起動繞組的導線加粗，由短時工作方式變成長期運行方式。如下圖所示。鐵心上嵌放兩套繞組，結構相同，空間位置互差90°電角度。起動繞組和電容器在起動和運行時都起作用。3.單相電容運行異步電動機特點：電容器容量較小，起動轉(zhuǎn)矩較小，工作可靠、效率與功率因數(shù)較高。應用：電風扇、洗衣機等單相用電設備中。

單相異步電動機的起動方法

4.單相電容起動與運行異步電動機在起動繞組回路中串入兩個并聯(lián)的電容器，容量較大的電容器串一個起動開關。如下圖所示。

4.單相電容起動與運行異步電動機特點：

起動時，兩個電容同時作用，電容量較大，電動機起動性能較好。轉(zhuǎn)速上升到一定程度時，開關自動斷開，只有小電容器參與運行，運行性能較好。此種電動機結構復雜、成本較高，但起動轉(zhuǎn)矩約為額定轉(zhuǎn)矩的2～2.5，效率與功率因數(shù)較高，應用：

空調(diào)、小型空壓機等設備中。~~i12定子繞組鼠籠式轉(zhuǎn)子短路環(huán)極掌(極靴)5、罩極式電動機二、單相異步電動機的啟動方法按磁極形式不同分為凸極式和隱極式兩種。每個磁極的1/3～1/4處開有小槽，將磁極分成兩部分，在極面較小的部分套裝銅制短路環(huán)。二、單相異步電動機的啟動方法5、罩極式電動機在定子繞組通入單相交流電流后，氣隙中會形成一個連續(xù)移動的磁場，使籠型轉(zhuǎn)子受力而旋轉(zhuǎn)。交流電流改變方向后，磁通同樣由磁極的未罩部分向被罩部分移動，這樣轉(zhuǎn)子就跟著磁場移動的方向轉(zhuǎn)動起來。單相異步電動機的起動方法優(yōu)點：結構簡單、制造方便、成本低、便于流水線生產(chǎn)。缺點：起動性能和運行性能較差，轉(zhuǎn)向只能由未罩部分向被罩部分旋轉(zhuǎn)。應用：小功率空載起動，如微型電扇、儀器儀表的風扇等。單相罩極式異步電動機的結構如下圖所示：

【課堂小結】一、脈動磁場的特點:不旋轉(zhuǎn)，不產(chǎn)生起動力矩。二、單相異步電動機的結構:定子和轉(zhuǎn)子。三、單相異步電動機的起動1.單相電阻起動異步電動機2.單相電容起動異步電動機3.單相電容運行異步電動機4.單相電容起動與運行異步電動機5.單相罩極式異步電動

第三節(jié)單相異步電動機【課后