单相异步电动机的工作原理

1、单相鼠笼异步电动机的工作原理单相鼠笼异步电动机由单相电源供电。当直接连接到220伏单相交流电源时，它可以工作，但是必须采取某些措施，否则它不会启动。一些日常生活中使用的家用电器，如空调、冰箱、洗衣机、电风扇等，广泛使用单相异步电动机。单相异步电动机的工作原理当三相交流电施加到三相异步电动机的定子三相绕组时，将形成旋转磁场。在旋转磁场的作用下，转子将获得起动转矩并自行起动。当三相异步电动机馈入单相交流电时，不能产生旋转磁场。以下是单相异步电动机定子绕组馈入单相交流电时产生的磁场分析。下图显示了单相异步电动机的简单示意图。定子铁芯上设有单相定子绕组，转子为鼠笼式结构。交流电流波形t45901351

2、80225270360315正半周电流产生的磁场和负半周电流产生的磁场当单相交流电引入单相异步电动机的定子绕组时，从上图可以看出，当电流在正半周和负半周连续交替时，产生的磁场的大小和方向也在不断变化(根据正弦规律变化)，但磁场的轴线是沿纵轴方向固定的，这种磁场称为脉动磁场。当转子静止时，转子导体的合成感应电动势和电流为0，合成转矩为0，因此转子没有起动转矩。因此，如果单相异步电动机不采取某些措施，单相异步电动机就不能自行启动。如果转子被外力旋转，转子可以继续朝这个方向旋转。单相异步电动机根据其起动方式或运行方式可分为单相电容运行电动机。单相电容起动电机；单相屏蔽极电机等。下面分别介绍。单相异步

3、电动机通常容量小，运行性能差。图1单相电容运行异步电机示意图(a)接线图(b)电流相量图图1是单相电容操作异步电动机的示意图。单相电容式异步电动机定子铁芯中嵌有两套绕组：主绕组U1-U2(主绕组也称为工作绕组)和辅助绕组Z1-Z2(辅助绕组也称为起动绕组)。两组绕组在空间上相差90度电角度。在启动绕组Z1-Z2中串联电容器C后，它与工作绕组并联，然后连接到单相电源。让流过起动绕组Z1-z2的电流为iz，流过工作绕组u1-U2的电流为iu。连接电源后，由于电容器的充电和放电效应，iz滞后iu90度。如图2所示，流经两组绕组的电流iz与iu异相90度。如果电机的两个绕组连接到交流电源后电流为正，则

4、电流从绕组的头端流入和流出。当电流为负时，电流从绕组的尾端进入，从首端流出。从图2可以看出，在时刻t=0，iz=0，没有电流在绕组Z1-z2中流动；瞬时iu是负最大值，绕组U1-U2中的电流从U2流入U1。根据右手定则，此时将在马达中产生如图2所示的磁场，并且合成磁场的方向是向下的。从图2可以看出，在t=/2，iu=0的时刻，绕组u1-U2中没有电流流动；此时，iz为最大正值，绕组Z1-Z2中的电流进出Z1。此时，电机中的磁场分布如图2所示，合成磁场的方向从时间t=0开始顺时针旋转90度。在t=3/2、iz=0的瞬间，没有电流流入单相鼠笼异步电动机的转子也是鼠笼转子，即转子绕组是两端由短路环连

5、接的鼠笼棒。鼠笼棒在相反方向切断旋转磁场，产生感应电动势和感应电流。在旋转磁场的作用下，转子被电磁力旋转。只要改变工作绕组或起动绕组的头端和尾端与电源的连接，就可以改变旋转磁场的旋转方向来控制电机的正反转。单相电机正反向原理只要工作绕组或起动绕组的两根导线被切换，就会产生相反方向的磁场，电机就会反转。左边是单向操作的电路图。右边是正负电路图，如双桶洗衣机的洗涤电机。对于正反转电机，运行绕组和启动绕组通常是相同的，可以互换。单相电机有两个绕组：主绕组也称为工作绕组或运行绕组，次级绕组也称为起动绕组。一些小负载单相电机有完全相同的两个绕组，它们可以相互交换。然而，大多数单相电机(具有大负载的农业电

6、机)具有薄的次级绕组线圈、多匝和大电阻，以增加起动转矩。次级绕组和主绕组之间设有启动电容；只要两个绕组之一的端对端连接颠倒，开关电源的L/N就无效。当两个绕组完全相同时，电机可以通过三个端子连接，1和3是两个绕组的公共端子，并且启动电容器连接在连接到交流电源的1和2/4端子之间。如果交流电源的n端2正转，则n端4反转。如果是四端子，请参见图4了解接线。图3:三端单相电机相同的两个绕组图4:四端单相电机相同的两个绕组农用单相电机的主/副绕组不同。不能采用上述更换主/辅绕组的方法，否则电机会烧坏。通常，应该有四个端子：1/2作为主绕组，3/4作为辅助绕组。正向旋转见图5 :图五如果你想反向旋转，正

7、确的方法是切换绕组的端到端连接。主绕组和辅助绕组很容易区分，可以根据电阻值来判断。(本文摘自电子工程世界：/mndz/2012/0317/article_15165.html)一、单相异步电动机的结构特种电机在单相异步电机中占很大比例，其结构有其自身的特点和多种形式。然而，就其通用性而言，电机的结构由三个主要部分组成：固定部分-定子、旋转部分-转子、支撑部分-端盖和轴承。1.框架2、铁芯3、绕组4、端盖5、轴承6、电容器7、铭牌1.设计框架结构因电机的冷却方式、保护类型、安装方式和应用而异。根据材料分类，有铸铁、铸铝和钢板结构。带散热肋的铸铁框架

8、。框架与端盖连接，并用螺栓紧固。铸铝框架通常没有散热肋。钢板结构框架由厚度为1.5-2.5毫米的薄钢板轧制焊接而成，然后焊接钢板冲压件的脚。一些特殊电机的底座非常特殊，如冰箱的电机，通常和压缩机一起装在一个密封的罐子里。然而，洗衣机的电机，包括烘干机的电机，都是无机座，端盖直接固定在定子铁芯上。2.铁芯铁芯包括定子铁芯和转子铁芯，作为三相异步电动机的磁路。3.弯曲的单相异步电动机的定子绕组通常分为两相：主绕组(工作绕组)和次级绕组(起动绕组)。两个绕组的中心轴错开一定的电气角度。目的是提高启动性能和运行性能。定子绕组大部分是绕组1.单相异步电动机是指由单相电源供电的电动机，但这并不意味着电动机

9、的定子上只有一个相绕组。它由两组空间相位角为90的绕组组成，这两组绕组一起产生旋转磁场，并在转子上产生转矩以旋转电机。2.YD(S)Kaa-bc代表的含义y-异步。d(s)-单(双)轴；空调；Aa代表标称功率值；b代表极数；c是设计序列号或其他含义。以YDK24-6 T为例，描述了单轴伸缩空调异步电动机的以下设计顺序号为T，额定功率值为24W，极数为6极。二、单相异步电动机的基本结构1.固定部分-定子；它由定子铁芯、定子绕组和框架(外壳)组成。定子铁芯是电机磁路的一部分，通常由0.5毫米硅钢片层压而成。这些薄板相互绝缘，以减少涡流损耗。定子绕组通常由高强度聚酯漆包线制成。框架(或外壳)通常由A

10、3钢板制成，而大型电机(单相)由钢板滚筒和铸铝端盖制成。三相电机通常是铸铁框架。2.旋转部分转子：由转子铁芯、转子绕组(纯铝)和转轴(45 #碳钢)组成。三、单相电容运行异步电动机的工作原理单相电容式异步电动机与三相电动机的区别；三相电动机的绕组在空间上以120电角度分布，而单相异步电动机的绕组以90电角度分布，如下图所示。1.jpg(11.02千字节，次下载)下载附件并保存到相册2014-1-22 14:41上传在单相电机中，由于单相绕组产生脉动磁场，因此电机没有启动转矩，无法启动，如下图所示：i=Icost2.jpg(8.16千字节，次下载)下载附件并保存到相册2014-1-22 14:4

11、2上传为了使单相电机具有起动转矩和旋转能力，必须分相。一般来说，单相电机有以下类型的分相：1.电阻分相2.电容的相位分离3.屏蔽极的分相几乎所有用于空调风机的单相异步电机都采用第二种方法，即为了使单相电机能够独立运行和启动，必须在电机的定子铁芯中嵌入轴间隔90的两相绕组，其中一相绕组称为主绕组(用M表示)。另一相称为次级绕组或起动绕组(用a表示)。次级绕组与移相元件电容器串联，形成事实上的两相电源。原则如下：3.jpg(16.38千字节，次下载)下载附件并保存到相册2014-1-22 14:42上传在单相电机中，如果定子上的一次和二次两相绕组完全对称，并且两相绕组连接到两相对称电源，则还会产生

12、在空间旋转的圆形旋转磁场，如4页的三相电机图所示。可以看出，将对称两相电流引入对称两相绕组产生的旋转磁势与三相电机产生的旋转磁势相同。其转速与电源频率和电机极数有关：即n=260 f/p。其间“f”-电源频率(赫兹)“P”-电机的极数“n”-磁场的转速，即电机的同步速度(r/min)当电机中磁场以n的速度旋转时，旋转磁场中的转子导杆切断磁力线，产生感应电势和感应电流，感应电流在磁场的作用下产生电磁力和电磁转矩，形成一定的转速n。通常，电机的转速n不等于旋转磁场的转速n。因为当n=n时，转子导杆相对于旋转磁场是静止的，导杆中没有感应电势和感应电流，电机不会产生电磁转矩，电机速度自然会降低。由于转

13、子速度总是低于旋转磁场速度，这种电机被称为“单相异步电机”。四、电容器单相运行如前所述，单相绕组产生脉动磁场，因此单相电机的启动转矩为零，即电机不能自行启动。为了使单相电机能够独立启动，它必须在电机内部产生旋转磁场，就像三相异步电机一样。产生旋转磁场的最简单方法是将不同相位的两相电流引入两相绕组。因此，单相异步电动机必须有两组绕组。一组是工作绕组，另一组是次级绕组或起动绕组。工作绕组或主绕组M和次级绕组A的轴线在空间上以90电角度分开。次级绕组与适当的电容器C串联连接(不适当的电容匹配会使电机系统更差。如果电容单边增大或减小，负序磁场可能会增强，这会降低输出功率降低性能，并且磁场可能从圆形或近

14、似圆形变为椭圆形)，然后与工作绕组并联连接到电源。由于次级绕组与电容串联，次级绕组中的电流同相超前于初级绕组中的电流，因此单相电流被分解为具有时间相位差的两相电流m和a(即实际上的两相电流)，因此电机的两相绕组可以产生圆形或椭圆形的旋转磁场。在大多数情况下，两相绕组总是不对称的，并且具有更多的谐波分量，因此单相异步电动机的性能总是比三相异步电动机差得多。谐波对电机的影响主要包括以下三个方面：1.增加电机的附加损耗；2、引起电机振动和噪音；3、产生附加转矩，使电机起动困难(有些位置较大，有些位置较小，有些位置根本不能起动，削弱的方法之一，是使用斜槽转子。这是我们看到的转子槽倾斜的原因之一)六、电

15、机调速的方法和原理作为单相异步电动机，有三种调速方法：(1)变极调速；(2)降压调速；(3)抽头调速。变极调速(简介)在单相电机中，有两种速度调节：双极速度调节和非双极速度调节。通常，双极调速电机的定子上只有一组绕组。通过改变绕组端部的连接方式来调节旋转磁场的转速，从而获得不同的磁极对。在大量极的变极调速中，两组不同极数的独立绕组放置在定子槽中，实际上相当于两个不同极数的单速电机的组合。其原理和性能与普通单相异步电动机相同。降压速度调节有许多降压和调速的方法，如串联电抗器(吊扇)、串联电容器、自耦变压器和串联可控硅。空调中最常用的电压调节和速度调节是可控硅整流器(塑封)电压调节和速度调节。可控

16、硅调速是一种改变可控硅导通角，改变电机端电压波形，从而改变电机端电压有效值的方法。当晶闸管导通角1=180时，电机端电压为额定值。当1 180时，电压波形如下图实线所示。电机端电压的有效值小于额定值。 1越小，电压越低，如下图所示：4.jpg(12.99千字节，次下载)下载附件并保存到相册2014-1-22 14:42上传塑料密封PG电机是可控硅降压调速。对于塑封PG电机，其绕组工作原理与抽头电机相同，但不同之处在于塑封PG电机的输入电压不是直接连接到电源上，而是通过可控硅的输出端施加到电机上，可控硅的输出电压是可调的。电气原理图如图3所示。速度调节使用电机的输出转矩和电机的输入电压形成近似的主关系，并且通过将电机的输入电压改变为reg来改变电机的输出转矩其结构是在电机轴上安装一个磁环，一般有6极磁环和2极磁环两种。当电机转子旋转一次时，磁环也旋转一次。磁环是由印刷电路板上的霍尔元件感应出来的。6极磁环将在PG板的输出(白色)端输出3个脉冲，2极磁环将输出1个脉冲，因此根据输出脉冲的数量可以知道电机的转速。在可控硅整流器中设置预定的转速值，该转速值与从PG块采样的转速值进行比较。当转速低时，可控硅整流器的输出电压增加(可控硅整流器的导通角变大)