单相异步电动机起动.反转.调速

1、单相异步单相异步电动机电动机的起动的起动.反转反转.调速调速单相感应电动机 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 罩罩极极式式电电动动机机电电容容起起动动运运转转式式电电容容运运转转式式电电容容式式起起动动电电阻阻式式起起动动分分相相式式电电动动机机单单相相异异步步电电动动机机转子一般用鼠笼式转子一般用鼠笼式定子定子定子定子绕组绕组转子转子AA NS 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

2、合成来等效。即旋转磁场合成来等效。即- + - m= + -=m21 t O + - - + + - 02 s121 ss合成转矩合成转矩s01 s22 s21 s1T起动转矩起动转矩为零为零2T正正转转转转反反如单相电机转子静止，在脉动磁场作用下，转子绕组左、右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朝任

3、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。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理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” 为主为主绕组，匝数比启动绕组多，主要呈感性。绕组，匝数比启动绕组多，主要呈感性。 “2” 为启动绕组，匝为启动绕组，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

4、中的电流可以看出，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，从而可以形成旋转磁场角，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。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, 因此串有一个起动因此串有一个起动开关开关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, 由工作绕组维持运行。由于由工作绕组维持运行。由于 角不大角不大, 因此电阻起动式电因此电阻起动式电动机的起动转矩较小。动

5、机的起动转矩较小。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1电路构成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，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可使工作绕组与启动绕组的电流相位差接近90 ，产生，产生近似于圆形的旋转磁场。近似于圆形的旋转磁场。 电容起动式异步电动机电容起动式异步电动机2特点特点具有较大的启动转矩，且启动电流较小，因具有较大的启动转矩，且启动电流较小，因而这种电动机

6、的起动性能较好。电容启动式电动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个起动开关 S , 当转速上升到一定程度时当转速上升到一定程度时, 开关自开关自动断开起动绕组动断开起动绕组, 由工作绕组维持运行。由工作绕组维持运行。电容起动式异步电动机电容起动式异步电动机1电路构成电路构成图示为单相电容运转式电动机的原理图。与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电容启动式电动机相比较，其启动绕组中不串起动开关动开关 S，因此启动绕组和启动电容器在电动机因此启动绕组和

7、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。启动后也参与运行，因此称为电容运转式电动机。2特点特点这种电动机运行时输出功率大、功率因数高、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。能不如电容起动式电动机好。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 为了使电动机的起动和运行性能都比较好，可以在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，其中启动绕组中串联两个相互并联的电容器，其中 C1与启动

8、与启动开关开关 S 串联。电动机启动时，两个电容器都参与工作；串联。电动机启动时，两个电容器都参与工作；启动结束，由启动结束，由 S 断开启动电容器，只有断开启动电容器，只有 C2 参与运行，这参与运行，这样电动机的启动与运行性能都能得到保障。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电容起动运转式异步电动机 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定子有凸极式和隐极式两种。凸出定子磁极两种。凸出定子磁极 1/3 处开槽处开槽, 短路铜环短路铜环 , 作为副绕作为副绕组组, 凸极另一个线圈为主绕组。定子绕组通入单相交流凸极另一个线圈为主绕组。定子

9、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产生脉动磁场分两部分，一部分磁通不穿过短路环, 另另一部分穿过短路环一部分穿过短路环, 由于短路环在变化磁场中产生感应由于短路环在变化磁场中产生感应电流电流, 使使2 滞后于滞后于1 , 这种相位差相当于磁场未罩的部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分向被罩的部分连续移动, 磁场的中心线始终是由磁极磁场的中心线始终是由磁极的未罩部分移向被罩部分。椭圆度旋转磁场的未罩部分移向被罩部分。椭圆度旋转磁场, 使电动机使电动机产生起动转矩自行起动并运行。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i 1 2定子绕组定

10、子绕组鼠笼式转子鼠笼式转子短路环短路环极掌极掌(极靴极靴)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 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，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。电路原理如图所示。2、分相式电动机的反转、分相式电动机的反转 3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的，故运行

11、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。一套主绕组或罩极线圈。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。绕组的匝数调速。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。将电动机主、副绕组并联后再

12、与电抗器串联。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。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，低方便，但需要专用电抗器，成本高，耗能大，低速起动性能差。速起动性能差。单相异步电动机的调速单相异步电动机的调速（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

13、图为具有微风挡的电风扇调速电路。微风微风风扇在风扇在 500 r/min 以下送出的风。以下送出的风。如采用一般的调速方法，如采用一般的调速方法，电动机在这样低的转速电动机在这样低的转速下很难启动，电路利用下很难启动，电路利用常温下常温下 PTC 电阻很小，电阻很小，电动机在微风挡直接起电动机在微风挡直接起动，起动后，动，起动后，PTC 阻值阻值增大，使电动机进入微增大，使电动机进入微风挡运行。风挡运行。（3）晶闸管调压调速）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改变电动机的电压波形，从而改变电压

14、的有效值已达到调速的目的。已达到调速的目的。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。3绕组抽头法调速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。实际应用中有低、功耗小、性能好，但工艺较复杂。实际应用中有 L 型和型和 T 型绕组抽头调速两种方法。型绕组抽头调速两种方法。（1）L 型绕组的抽头调速型绕组的抽头调速 （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耦变压器调压自耦变压器调压调速、串电容器调速调速、串电容器调速和变极调速等。和变极调速等。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）旋转方向不能确定）旋转方向不能确定取决于起取决于起动时的转向。动时的转向。分相式电动机：定子上安装空间上有相位差分相式电动机：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。的两绕组，主（工作