电工电子教案5.3.1单相异步电动机

第五章电动机第三节单相异步电动机

第三节单相异步电动机【学习目标】

1．了解单相异步电动机的结构、特点及其起动、反转和调速的基本方法。2．明确单相异步电动机的维护常识。

【重点难点】单相异步电动机的起动。什么是单相异步交流电动机？采用单相交流电源供电的电动机称为单相异步电动机。单相异步交流电动机的应用：通常广泛应用在小容量的场合，如家用电器（电风扇、电冰箱、洗衣机等）、空调设备、电动工具（如油泵、砂轮机）、医疗器械及轻工设备中。洗衣机电机油烟机电机电动车电机家用空调电机单相异步电动机的优缺点：

优点：结构简单，成本低廉，噪音小。缺点：与同容量三相感应电动机相比较，体积较大，功率因数及过载能力都较低。故单相感应电动机只能作成小容量：微型：几瓦～750瓦；小型：550瓦～3700瓦。一、单相异步电动机的结构单相异步电动机结构及各部分介绍:（1）拆开示意图如下：

[动画演示]：单相异步电动机的结构

单相异步电动机的结构

（2）各部分简介机座：一般用铸铁制作，起固定与支撑作用。铁心：包括定子铁心和转子铁心，构成电动机的磁路。用0.35mm和0.5mm厚的硅钢片叠压而成。绕组：定子绕组做成两相：主绕组（工作绕组）和副绕组（起动绕组）。它们的中轴线错开一定的电角度，为了改善起动性能和运行性能，通常采用高强度聚脂漆包线绕制。转子绕组一般采用笼型绕组，常用铝压铸而成。起动开关：在起动过程中，当转子转速达到同步转速的80%左右时，常借助于起动开关，切除起动绕组或起动电容器。

单相异步电动机的结构

离心开关：一种常用的起动开关，一般安装在电动机端盖边的转子上。当电动机转子静止或转速较低时，触点接通；当电动机转速达到一定值后，触点断开。离心开关如下图所示。

二、单相异步电动机的起动方法

1、单相异步电动机脉动磁场（1）脉动磁场：单相异步电动机工作绕组中通入单相交流电后，产生一个在空间位置不变、大小和方向随交流电流而变的磁场。（2）脉动磁场不旋转，不产生起动力矩，电动机不能自行起动。磁场不旋转，不会产生起动力矩，因此，电动机不能自行起动。定子定子绕组转子AA'NSAA'NS2、单相异步电动机的起动（1）常用方法：

在电动机中增加一相起动绕组，且与工作绕组对称（匝数相等、空间互差90°），通入相位差90°的两相交流电时，则可产生旋转磁场（如下图）。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。

以上起动方法称为单相异步电动机的分相起动，即把单相交流电变为两相交流电，从而在单相异步电动机内部建立一个旋转磁场。ABB'A'ABB'A'ABB'A'两相旋转磁场450900iBiAO了解决单相异步电动机不能自行启动的问题，往往采用在单相电动机的定子绕组中嵌放两套绕组，分别为主绕组和启动绕组，在启动绕组中又采用串入电阻或电容使两个绕组中的电流在时间上有一定的相位差，就可以产生旋转磁场。因此单相电动机在类型上可分为：单相异步电动机的分类单相异步电动机的起动方法1、单相电阻起动异步电动机起动绕组匝数少、导线细，视为纯电阻负载。工作绕组匝数多、导线粗，视为纯电感负载。两绕组并联接同一电源时，起动绕组电流I2超前工作绕组电流I1一个电角度，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。特点：起动转矩为额定转矩的1.2～2倍。起动电流较大。应用：电冰箱的压缩机中。

单相异步电动机的起动方法

2.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。起动绕组中的电流I2超前于工作绕组电流I1一定的电角度。当电容量合适时，可使相位差接近90°。电动机起动后，利用起动绕组支路的起动开关切断起动绕组。特点：起动转矩大(额定转矩的1.5～3.5倍)、起动电流，起动性能好。应用：适用于各种满载起动的机械，如小型空气压缩机，木工机械等。电容分相式异步电动机iAS••ABB'•••A~iB设两相电流为两相电流正弦波形如图所示。iBiAO起动绕组二、单相异步电动机的启动方法工作绕组

单相异步电动机的起动方法

3.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，并将起动绕组的导线加粗，由短时工作方式变成长期运行方式。如下图所示。铁心上嵌放两套绕组，结构相同，空间位置互差90°电角度。起动绕组和电容器在起动和运行时都起作用。3.单相电容运行异步电动机特点：电容器容量较小，起动转矩较小，工作可靠、效率与功率因数较高。应用：电风扇、洗衣机等单相用电设备中。

单相异步电动机的起动方法

4.单相电容起动与运行异步电动机在起动绕组回路中串入两个并联的电容器，容量较大的电容器串一个起动开关。如下图所示。

4.单相电容起动与运行异步电动机特点：

起动时，两个电容同时作用，电容量较大，电动机起动性能较好。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，运行性能较好。此种电动机结构复杂、成本较高，但起动转矩约为额定转矩的2～2.5，效率与功率因数较高，应用：

空调、小型空压机等设备中。~~i12定子绕组鼠笼式转子短路环极掌(极靴)5、罩极式电动机二、单相异步电动机的启动方法按磁极形式不同分为凸极式和隐极式两种。每个磁极的1/3～1/4处开有小槽，将磁极分成两部分，在极面较小的部分套装铜制短路环。二、单相异步电动机的启动方法5、罩极式电动机在定子绕组通入单相交流电流后，气隙中会形成一个连续移动的磁场，使笼型转子受力而旋转。交流电流改变方向后，磁通同样由磁极的未罩部分向被罩部分移动，这样转子就跟着磁场移动的方向转动起来。单相异步电动机的起动方法优点：结构简单、制造方便、成本低、便于流水线生产。缺点：起动性能和运行性能较差，转向只能由未罩部分向被罩部分旋转。应用：小功率空载起动，如微型电扇、仪器仪表的风扇等。单相罩极式异步电动机的结构如下图所示：

【课堂小结】一、脉动磁场的特点:不旋转，不产生起动力矩。二、单相异步电动机的结构:定子和转子。三、单相异步电动机的起动1.单相电阻起动异步电动机2.单相电容起动异步电动机3.单相电容运行异步电动机4.单相电容起动与运行异步电动机5.单相罩极式异步电动

第三节单相异步电动机【课后