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1、关于单相异步电动机的起动.反转.调速第1页，讲稿共33张，创作于星期日单相感应电动机 v 单相感应电动机又称单相异步电动机；v 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）v 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，讲稿共33张，创作于星期日第3页，讲稿共33张，创作于星期日 单相异步电动机主要应用于电动工具、洗衣机、电冰单相异步电动机主要应用于电动工具、洗衣机、电冰单相异步电动机主要应用于电动工具、洗衣机、电冰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。单相异步电动机的箱、空调、电风扇等小
2、功率电器中。单相异步电动机的箱、空调、电风扇等小功率电器中。单相异步电动机的箱、空调、电风扇等小功率电器中。单相异步电动机的定定定定子中放置单相绕组子中放置单相绕组子中放置单相绕组子中放置单相绕组,转子一般用鼠笼式转子一般用鼠笼式。定子绕组中通入单相交流电后定子绕组中通入单相交流电后定子绕组中通入单相交流电后定子绕组中通入单相交流电后,形成脉动磁场，若不采形成脉动磁场，若不采形成脉动磁场，若不采形成脉动磁场，若不采取措施，将无法获得所需的起动转矩。取措施，将无法获得所需的起动转矩。取措施，将无法获得所需的起动转矩。取措施，将无法获得所需的起动转矩。定子定子定子定子绕组绕组转子转子AA NS单相
3、异步电动机的工作原理单相异步电动机的工作原理第4页，讲稿共33张，创作于星期日 定子绕组产生的脉动磁场定子绕组产生的脉动磁场，可用，可用正、反两个正、反两个旋转磁场合成来等效。即旋转磁场合成来等效。即 +-m=+-=t O第5页，讲稿共33张，创作于星期日脉动磁场的分解脉动磁场的分解脉动磁场的分解脉动磁场的分解 +-+-第6页，讲稿共33张，创作于星期日正反向旋转磁场的合成转矩特性正反向旋转磁场的合成转矩特性正反向旋转磁场的合成转矩特性正反向旋转磁场的合成转矩特性合成转矩合成转矩(正向正向)起动转矩起动转矩为零为零(反向反向)正正转转转转反反第7页，讲稿共33张，创作于星期日如单相电机转子静止
4、，在脉动磁场作用下，转子绕组左、右侧所产生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。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单相异步电动机的工作原
5、理第8页，讲稿共33张，创作于星期日1电路构成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，为主绕组，匝数比启动绕组多，主要呈感性。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，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的电流I2 超前于工作绕组的电流超前于工作绕组的电流 I1 一个一个角，两者之间有一定的相位差，角，两者之间有一定的相位差，从而可以形成旋转磁场从而可以形成旋转磁场,产
6、生起动转矩。产生起动转矩。电阻起动式异步电动机电阻起动式异步电动机第9页，讲稿共33张，创作于星期日2特点特点起动绕组一般是按短时工作设计起动绕组一般是按短时工作设计,因此串有一个起动开因此串有一个起动开关关S,当转速上升到一定程度时当转速上升到一定程度时,开关自动断开起动绕组开关自动断开起动绕组,由由工作绕组维持运行。由于工作绕组维持运行。由于 角不大角不大,因此电阻起动式电动机的起动因此电阻起动式电动机的起动转矩较小。转矩较小。3应用应用适用于空载或轻载起动的场合。适用于空载或轻载起动的场合。电阻起动式异步电动机电阻起动式异步电动机第10页，讲稿共33张，创作于星期日1电路构成电路构成图示
7、示为单相相电容起容起动式式电动机的原理机的原理图。电动机的启机的启动绕组中串中串联了一个了一个电容器，容器，选择合适的合适的电容量，可使工作容量，可使工作绕组与启与启动绕组的的电流相位差接近流相位差接近90 ，产生近似于生近似于圆形形的旋的旋转磁磁场。电容起动式异步电动机电容起动式异步电动机第11页，讲稿共33张，创作于星期日2特点特点具具有有较较大大的的启启动动转转矩矩，且且启启动动电电流流较较小小，因因而而这这种种电电动动机机的的起起动动性性能能较较好好。电电容容启启动动式式电电动动机机的的起起动动绕绕组组也也是是按按短短时时工工作作设设计计，因因此此串串有有一一个个起起动动开开关关 S,
8、当当转转速速上上升升到到一一定定程程度度时时,开开关关自自动动断断开开起起动动绕绕组组,由由工工作作绕绕组组维维持运行。持运行。电容起动式异步电动机电容起动式异步电动机第12页，讲稿共33张，创作于星期日1电路构成电路构成图图示示为为单单相相电电容容运运转转式式电电动动机机的的原原理理图图。与与电电容容启启动动式式电电动动机机相相比比较较，其其启启动动绕绕组组中中不不串串起起动动开开关关 S，因因此此启启动动绕绕组组和和启启动动电电容容器器在在电电动动机机启启动动后后也也参参与与运运行行，因此称为电容运转式电动机。因此称为电容运转式电动机。第13页，讲稿共33张，创作于星期日2特点特点这这种种
9、电电动动机机运运行行时时输输出出功功率率大大、功功率率因因数数高高、过过载载能能力力强强、噪噪声声低低、振振动动小小。其其缺缺点点是是起起动动性性能能不不如如电电容容起起动动式电动机好。式电动机好。3应用应用广泛应用于各种小功率的电动类日用电器中广泛应用于各种小功率的电动类日用电器中第14页，讲稿共33张，创作于星期日 为为了了使使电电动动机机的的起起动动和和运运行行性性能能都都比比较较好好，可可以以在在启启动动绕绕组组中中串串联联两两个个相相互互并并联联的的电电容容器器，其其中中 C1与与启启动动开开关关 S 串串联联。电电动动机机启启动动时时，两两个个电电容容器器都都参参与与工工作作；启启
10、动动结结束束，由由 S 断断开开启启动动电电容容器器，只只有有 C2 参参与与运运行行，这这样样电电动动机机的的启启动动与与运运行行性性能能都都能能得到保障。得到保障。电容起动运转式异步电动机电容起动运转式异步电动机第15页，讲稿共33张，创作于星期日 罩极式电动机转子是笼型罩极式电动机转子是笼型,定子有凸极式和隐极式两种。定子有凸极式和隐极式两种。凸出定子磁极凸出定子磁极 1/3 处开槽处开槽,短路铜环短路铜环 ,作为副绕组作为副绕组,凸极另一个凸极另一个线圈为主绕组。定子绕组通入单相交流线圈为主绕组。定子绕组通入单相交流,产生脉动磁场分两产生脉动磁场分两部分，一部分磁通不穿过短路环部分，一
11、部分磁通不穿过短路环,另一部分穿过短路环另一部分穿过短路环,由于由于短路环在变化磁场中产生感应电流短路环在变化磁场中产生感应电流,使使2 滞后于滞后于1,这种相位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。使电动机产生起动转矩自行起动并运行。罩极式电动机罩极式电动机第16页，讲稿共33张，创作于星期日罩极式单相异步电机罩极式单相异步电机i 1 2定子绕组定子绕组鼠笼式转子鼠笼式转子短路
12、环短路环极掌极掌(极靴极靴)第17页，讲稿共33张，创作于星期日第18页，讲稿共33张，创作于星期日一、单项异步电动机的一、单项异步电动机的反转反转二、单项异步电动机的调速二、单项异步电动机的调速第19页，讲稿共33张，创作于星期日 1分相式电动机的反转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。原理如图所示。第20页，讲稿共33张，创作于星期日 2罩极式电动机反转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，罩极式电动机的
13、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。组或罩极线圈。第21页，讲稿共33张，创作于星期日1调速原理和方法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：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
14、。数调速。2外电路降压调速外电路降压调速（1）串联电抗法，如图）串联电抗法，如图。第22页，讲稿共33张，创作于星期日将将电电动动机机主主、副副绕绕组组并并联联后后再再与与电电抗抗器器串串联联。调调速速开开关关接接高高速速档档，电电机机绕绕组组直直接接接接电电源源，转转速速最最高高；调调速速开开关关接接中中、低低速速档档，电电机机绕绕组组串串联联不不同同的的电电抗抗器，总电抗增大，转速降低。器，总电抗增大，转速降低。用用此此方方法法调调速速比比较较灵灵活活，电电路路结结构构简简单单，维维修修方方便便，但需要专用电抗器，成本高，耗能大，低速起动性能差。但需要专用电抗器，成本高，耗能大，低速起动性
15、能差。单相异步电动机的调速单相异步电动机的调速第23页，讲稿共33张，创作于星期日（2）采用）采用 PTC 零件调速零件调速如图为具有微风挡的电风扇调速电路。如图为具有微风挡的电风扇调速电路。微微风风风风扇扇在在 500 r/min 以以下下送送出出的的风风。如如采采用用一一般般的的调调速速方方法法，电电动动机机在在这这样样低低的的转转速速下下很很难难启启动动，电电路路利利用用常常温温下下 PTC 电电阻阻很很小小，电电动动机机在在微微风风挡挡直直接接起起动动，起起动动后后，PTC 阻阻值值增增大大，使使电电动动机机进入微风挡运行。进入微风挡运行。第24页，讲稿共33张，创作于星期日（3）晶闸
16、管调压调速）晶闸管调压调速晶晶闸闸管管调调压压调调速速是是通通过过改改变变晶晶闸闸管管的的导导通通角角来来改改变变电电动动机机的的电电压压波波形形，从从而而改改变变电电压压的的有有效效值值已已达达到到调调速的目的。速的目的。第25页，讲稿共33张，创作于星期日图示为吊扇使用的双向晶闸管调压调速电路。图示为吊扇使用的双向晶闸管调压调速电路。第26页，讲稿共33张，创作于星期日3绕组抽头法调速绕组抽头法调速绕绕组组抽抽头头法法调调速速，实实际际上上是是把把电电抗抗器器调调速速法法的的电电抗抗嵌嵌入入定定子子槽槽中中，通通过过改改变变中中间间绕绕组组与与主主、副副绕绕组组的的连连接接方方式式，来来调
17、调整整磁磁场场的的大大小小和和椭椭圆圆度度，从从而而调调节节电电动动机机的的转转速速。采采用用这这种种方方法法调调速速，节节省省了了电电抗抗器器，成成本本低低、功功耗耗小小、性性能能好好，但但工工艺艺较较复复杂杂。实实际际应应用用中中有有 L 型型和和 T 型型绕绕组组抽抽头头调调速两种方法。速两种方法。第27页，讲稿共33张，创作于星期日（1）L 型绕组的抽头调速型绕组的抽头调速 第28页，讲稿共33张，创作于星期日（2）T 型绕组的抽头调速型绕组的抽头调速4其他调速方法其他调速方法自自耦耦变变压压器器调调压压调调速速、串串电电容容器器调调速速和和变变极调速等。极调速等。第29页，讲稿共33
18、张，创作于星期日单相电源产生的脉动磁场单相电源产生的脉动磁场（1）起动转矩为零）起动转矩为零不可自行起动不可自行起动（2）旋旋转转方方向向不不能能确确定定取取决决于于起起动时的转向。动时的转向。第30页，讲稿共33张，创作于星期日分分相相式式电电动动机机：定定子子上上安安装装空空间间上上有有相相位位差差的的两绕组，主（工作）绕组和副（起动）绕组。两绕组，主（工作）绕组和副（起动）绕组。根根据据获获得得绕绕组组空空间间位位置置差差和和电电流流相相位位差差的的方方法法不不同同，分相式异步电动机分：分相式异步电动机分：电电阻阻起起动动、电电容容起起动动、电电容容运运转转、电电容容起起动动运转四类。运
19、转四类。罩极式单相异步电动机。罩极式单相异步电动机。单单相相异异步步电电动动机机多多采采用用调调压压方方法法来来调调速速，常常用用串串电抗器调速，晶闸管调压调速和定子绕组抽头法等。电抗器调速，晶闸管调压调速和定子绕组抽头法等。第31页，讲稿共33张，创作于星期日 三相异步电动机在运行过程中，三相异步电动机在运行过程中，若其中一相与电源若其中一相与电源若其中一相与电源若其中一相与电源断开，就成为单相电动机运行。断开，就成为单相电动机运行。断开，就成为单相电动机运行。断开，就成为单相电动机运行。此时电动机仍将继续转动。此时电动机仍将继续转动。此时电动机仍将继续转动。此时电动机仍将继续转动。若此时还
20、带动额定负载，则势必超过额定电流，若此时还带动额定负载，则势必超过额定电流，若此时还带动额定负载，则势必超过额定电流，若此时还带动额定负载，则势必超过额定电流，时间一时间一时间一时间一长，会使电动机烧坏。长，会使电动机烧坏。长，会使电动机烧坏。长，会使电动机烧坏。这种情况往往不易察觉，在使用电这种情况往往不易察觉，在使用电这种情况往往不易察觉，在使用电这种情况往往不易察觉，在使用电动机时必须注意。如果三相异步电动机在动机时必须注意。如果三相异步电动机在动机时必须注意。如果三相异步电动机在动机时必须注意。如果三相异步电动机在起动前就断了起动前就断了起动前就断了起动前就断了一线，则不能起动，一线，则不能起动，一线，则不能起动，一线，则不能起动，此时只能听到嗡嗡声，这时电流很大，此时只能听到嗡嗡声，这时电流很大，此时只能听到嗡嗡声，这时电流很大，此时只能听到嗡嗡声，这时电流很大，时间长了，时间长了，时间长了，时间长了，也会使电动机烧坏。也会使电动机烧坏。也会使电动机烧坏。也会使电动机烧坏。三相异步电动机的单相运行三相异步电动机的单相运行第32页，讲稿共33张，创作于星期日30.09.2022感感谢谢大大家家观观看看第33页，讲稿共33张，创作于星期日