任务23单相异步电动机的认识与应用.ppt

情景二情景二 单相异步电动机单相异步电动机任务任务2-3 2-3 单相异步电动机的单相异步电动机的认识与应用认识与应用构与工作原理构与工作原理知识目标知识目标1、掌握单相异步电动机的结构掌握单相异步电动机的结构2、掌握单相异步电动机的工作原理掌握单相异步电动机的工作原理3、了解单相异步电动机的类型了解单相异步电动机的类型4、了解单相异步电动机的应用了解单相异步电动机的应用能力目标能力目标单相异步电动机的接线、操作使用单相异步电动机的接线、操作使用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采用单相交流电源供电的电动机称为单相异步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电动机的容量一般在单相异步电动机的容量一般在单相异步电动机的容量一般在单相异步电动机的容量一般在750W750W750W750W以下，与同容量的三相异步以下，与同容量的三相异步以下，与同容量的三相异步以下，与同容量的三相异步电动机相比，它的体积较大，运行性能较差，但是它结构简单、电动机相比，它的体积较大，运行性能较差，但是它结构简单、电动机相比，它的体积较大，运行性能较差，但是它结构简单、电动机相比，它的体积较大，运行性能较差，但是它结构简单、成本低廉、运行可靠、维修方便，通常广泛应用在小容量的场成本低廉、运行可靠、维修方便，通常广泛应用在小容量的场成本低廉、运行可靠、维修方便，通常广泛应用在小容量的场成本低廉、运行可靠、维修方便，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、合，如家用电器（电风扇、电冰箱、洗衣机等）、空调设备、合，如家用电器（电风扇、电冰箱、洗衣机等）、空调设备、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。

电动工具（如油泵、砂轮机）、医疗器械及轻工设备中电动工具（如油泵、砂轮机）、医疗器械及轻工设备中电动工具（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下一页上一页什么是单相异步交流电动机单相异步电动机的单相异步电动机的单相异步电动机的单相异步电动机的优缺点优缺点优缺点优缺点     优点：结构简单，成本低廉，噪音小优点：结构简单，成本低廉，噪音小     缺缺点点：：与与同同容容量量三三相相感感应应电电动动机机相相比比较较，，体体积积较较大大，，功功率率因数及过载能力都较低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：故单相感应电动机只能作成小容量：    微型：几瓦～微型：几瓦～750瓦；瓦；    小型：小型：550瓦～瓦～3700瓦什么是单相异步交流电动机        与三相感应电动机相似，包括定子和转子两大部分转子与三相感应电动机相似，包括定子和转子两大部分转子结构都是笼型的，定子铁心由硅钢片叠压而成定子铁心上嵌结构都是笼型的，定子铁心由硅钢片叠压而成定子铁心上嵌有定子绕组有定子绕组       单相感应电动机正常工作时，一般只需要单相绕组即可，单相感应电动机正常工作时，一般只需要单相绕组即可，但单相绕组通以单相交流电时产生的磁场是脉动磁场，单相运但单相绕组通以单相交流电时产生的磁场是脉动磁场，单相运行的电动机没有起动转矩。

行的电动机没有起动转矩       为使电动机能自行起动和改善运行性能，除工作绕组（又为使电动机能自行起动和改善运行性能，除工作绕组（又称主绕组）外，在定子上还安装一个辅助的起动绕组（又称副称主绕组）外，在定子上还安装一个辅助的起动绕组（又称副绕组）两个绕组在空间相距绕组）两个绕组在空间相距900或一定的电角度或一定的电角度单相异步交流电动机的结构单相异步交流电动机的结构单相异步交流电动机的结构单相异步交流电动机的工作原理l1 1、单相绕组的脉振磁场、单相绕组的脉振磁场l定子绕组：主绕组是一单相绕组定子绕组：主绕组是一单相绕组m ml m m：加一正弦交流电：加一正弦交流电→→气隙气隙→→产生产生脉振磁场脉振磁场F0F0l脉动磁场：磁场大小及方向随电流的变脉动磁场：磁场大小及方向随电流的变化而变化，但磁场的轴线却固定不变化而变化，但磁场的轴线却固定不变l结论结论 磁场只是脉动而不旋转，电动机磁场只是脉动而不旋转，电动机不起动l1 1））n=0n=0，，T T＝＝0 0，无起动转矩，不采取措，无起动转矩，不采取措施，电机不能自行起动施，电机不能自行起动l2 2）如果外力使电机转动：）如果外力使电机转动：n>0n>0，，T>0T>0，正，正转；转； n<0n<0，，T<0T<0，反转可以运行但不能，反转可以运行但不能起动。

起动单相异步交流电动机的工作原理单相异步交流电动机的工作原理l2 2、两相绕组的旋转磁场、两相绕组的旋转磁场l单相分相式：定子安放单相分相式：定子安放2 2相绕组，它们参数相同，但空间位置上相差相绕组，它们参数相同，但空间位置上相差90900 0电角（对称），电角（对称），2 2相对称绕组中通入大小相等，相位相差相对称绕组中通入大小相等，相位相差90900 0电角的电角的2 2相相对称电流对称电流l合成磁场：一个旋转磁场：合成磁场：一个旋转磁场：n1= n1= l起动必要条件：起动必要条件：1 1）定子具有空间不同相位的）定子具有空间不同相位的2 2个绕组个绕组l 2 2）两相绕组中通入不同相位的交流电流，分相）两相绕组中通入不同相位的交流电流，分相单相异步交流电动机的工作原理分析：分析：1 1））转转子子静静止止时时，，n=0,S=1n=0,S=1，，合合成成转转矩矩为为0 0单单相相感感应应电电动动机机无无起动转矩，故单相异步电动机不能自行起动起动转矩，故单相异步电动机不能自行起动。

三三相相异异步步电电动动机机电电源源断断一一相相，，相相当当于于一一台台单单相相异异步步电动机，故不能起动电动机，故不能起动2 2））当当s s≠≠1 1时时，，T T≠≠0 0，，且且T T无无固固定定方方向向，，取取决决于于s s的的正正负负一一旦旦旋旋转转，，转转向向依依外外力力方方向向而而定定，，即即在在外外力力矩矩作作用用下下，，电电机机可可朝朝外外力方向旋转力方向旋转 三相感应电动机运行中断一相，电机仍能继续运转三相感应电动机运行中断一相，电机仍能继续运转3 3））由由于于存存在在负负序序转转矩矩，，使使合合成成转转矩矩减减小小，，过过载载能能力力低低，，T TF F不不变，变，n n下降下降→→S S上升上升→→I I2 2` `上升上升→→I I1 1上升上升→→温升增加温升增加单相异步交流电动机的工作原理一、分相起动电动机一、分相起动电动机 分相起动电动机包括电容起动电动机、电容运转电动机和分相起动电动机包括电容起动电动机、电容运转电动机和电阻起动电动机电阻起动电动机 根据获得旋转磁场方式的不同，主要分为分相电动机和罩根据获得旋转磁场方式的不同，主要分为分相电动机和罩极电动机极电动机特点：特点： ⅰ ⅰ）起动绕组和电容按短时工作设计；）起动绕组和电容按短时工作设计； ⅱ ⅱ）电容起分相和提高功率因数的作用。

电容起分相和提高功率因数的作用  由由于于起起动动绕绕组组和和电电容容按按短短时时工工作作设设计计，，因因此此，，当当n达达75～～80%n1时，离心开关自动打开时，离心开关自动打开单相异步交流电动机的主要类型1）定子具有空间不同相位的2个绕组2）两相绕组中通入不同相位的交流电流，分相产生旋转磁场3）电容器C配得合适，可使超前900→圆形旋转磁势，TS↑，IS↓超前超前900特点：起动转距较大，起动电流也较大，特点：起动转距较大，起动电流也较大，应用在空气压缩机、电冰箱、水泵、电应用在空气压缩机、电冰箱、水泵、电扇扇(70W)(70W)等满载起动的场合等满载起动的场合应用最普遍应用最普遍电容起动单相异步电动机起动：起动：C1↑→→TS↑C1↑→→TS↑运行：（运行：（7575～～8080）％）％η1η1时，时，C2C2切除切除→→C C较小较小→→运行性运行性能较好能较好应用：家用电器、泵、小应用：家用电器、泵、小型机械等型机械等 改变方向：对调主绕组或改变方向：对调主绕组或副绕组副绕组2 2个接线端个接线端电容运转单相异步电动机特点：特点：ⅰⅰ）起动绕组和电容器按长期工作设计；）起动绕组和电容器按长期工作设计；ⅱⅱ）过载能力、功率因数和效率均较高；）过载能力、功率因数和效率均较高；ⅲⅲ）容量能做到五十瓦至几千瓦；）容量能做到五十瓦至几千瓦；ⅳⅳ）应用比较广泛，如应用于压气机、空调等。

应用比较广泛，如应用于压气机、空调等电容运转单相异步电动机 在起动绕组中串联电阻来分相，即工作绕组电阻在起动绕组中串联电阻来分相，即工作绕组电阻小，电抗大；起动绕组电阻大，电抗小小，电抗大；起动绕组电阻大，电抗小二、罩极电动机二、罩极电动机 1 1、结构特点：、结构特点：定定子子作作成成凸凸极极式式，，由由硅硅钢钢片片叠叠压压而而成成，，工工作作绕绕组组为为集集中中绕绕组组，，套套在在定定子子磁磁极极上上，，每每个个极极靴靴表表面面1/31/3～～1/41/4处处开开有有一一个个小小槽，放入罩极绕组（短路环），如下图：槽，放入罩极绕组（短路环），如下图：电阻起动单相异步电动机一、电阻起动电动机一、电阻起动电动机特点：结构简单，制造方便，成本低，维护方便，但起动和运特点：结构简单，制造方便，成本低，维护方便，但起动和运行性能差，用于小功率，空载起动，如台扇行性能差，用于小功率，空载起动，如台扇电阻起动单相异步电动机电阻起动单相异步电动机2、工作原理工作原理                          在在时时间间上上滞滞后后     一一个个角角度度ΨΨ，，而而两两个个绕绕组组在在空空间间也也相相隔隔一一个个角角度度，，产产生生旋旋转转磁磁场场，，转转向向由由未未罩罩极极部部分分转转向向罩罩极部分。

电机转向也由未罩极部分转向罩极部分电机转向也由未罩极部分转向罩极部分 3、改变转向的方法：、改变转向的方法：        1）） 定子上绕制两套起动绕组；定子上绕制两套起动绕组；        2）） 将定、转子反向安装将定、转子反向安装4、优缺点：、优缺点：起动转矩小，结构简单，不需要电容器起动转矩小，结构简单，不需要电容器5、、应应用用:  用用于于小小容容量量电电动动机机中中如如应应用用于于小小型型风风扇扇、、电电动动模模型和电唱机中型和电唱机中电阻起动单相异步电动机l方法：同三相异步电动机，改变方法：同三相异步电动机，改变定子电压定子电压 ：串电抗器、晶闸管调：串电抗器、晶闸管调压压l一、调速方法：一、调速方法：l串电抗器调速串电抗器调速l简单，方便，但有级调速，简单，方便，但有级调速，T T、、P↓P↓l台风扇用台风扇用单相异步电动机的调速l2 2、晶闸管调压、晶闸管调压l双向晶闸管、双向二极管，带电压开关的电位器、电阻、电容双向晶闸管、双向二极管，带电压开关的电位器、电阻、电容l无级调速无级调速单相异步电动机的调速l3.3.自耦变压器调速自耦变压器调速l调自耦变压器调压：调自耦变压器调压：a:a:调速时整台电动机降压：低速档起动性能调速时整台电动机降压：低速档起动性能差差lb:b:工作绕组降压：低速档起动性能较好，接线复杂工作绕组降压：低速档起动性能较好，接线复杂单相异步电动机的调速l4.4.串电容调速串电容调速l电容与容抗成反比，电容量大－容抗小－相应的电压降也小，电容与容抗成反比，电容量大－容抗小－相应的电压降也小，n n就高，就高，R R为泄防电阻为泄防电阻l特点：电动机起动性能好，正常运行时无功率损耗，效率高特点：电动机起动性能好，正常运行时无功率损耗，效率高单相异步电动机的调速l5.5.绕组抽头法调速绕组抽头法调速l定子绕组上嵌放一个调速绕组，省电抗器铁心，降低成本，但接定子绕组上嵌放一个调速绕组，省电抗器铁心，降低成本，但接线复杂线复杂单相异步电动机的调速l6.PTC6.PTC元件元件l微风档电风扇：微风档电风扇：500r/min500r/min电风扇在这样低的速度下往往难以电风扇在这样低的速度下往往难以起动，解决方法：起动，解决方法：lPTCPTC元件特性：低温：阻值小，高温呈高阻状态元件特性：低温：阻值小，高温呈高阻状态单相异步电动机的调速l方法：与旋转磁场方向相同方法：与旋转磁场方向相同l1.1.工作绕组（或起动绕组）的首端和末端与电源的接线对调；工作绕组（或起动绕组）的首端和末端与电源的接线对调；l2 2．电容器从第一组绕组改接到另一节绕组（电容运转电动机）．电容器从第一组绕组改接到另一节绕组（电容运转电动机）l强洗：电动机始终朝一个方向旋转强洗：电动机始终朝一个方向旋转lS1:S1:通电时间通电时间 S2S2：正反转：正反转l标准：正标准：正30s 30s 停止停止30s 30s 反转反转5s 5s 单相异步电动机的反转l对调主或副绕组中任何一个绕组的对调主或副绕组中任何一个绕组的2 2个出线端个出线端lS1:S1:脱水定时器触点脱水定时器触点 S2S2：脱水桶门盖连锁触：脱水桶门盖连锁触 单相异步电动机的反转单相异步电动机的应用范围 单相异步电动机是由单相交流电源供电的一种小容单相异步电动机是由单相交流电源供电的一种小容量交流电机。

由于它结构简单、成本低廉、运行可靠、量交流电机由于它结构简单、成本低廉、运行可靠、噪声小、维修方便，并可以直接在单相噪声小、维修方便，并可以直接在单相220V交流电源上交流电源上使用，因此被广泛用于办公场所、家用电器等方面使用，因此被广泛用于办公场所、家用电器等方面如小功率鼓风机、搅拌机、砂轮、电钻、洗衣机、如小功率鼓风机、搅拌机、砂轮、电钻、洗衣机、电冰箱、电风扇、抽排油烟机、小型机床、医疗器械等电冰箱、电风扇、抽排油烟机、小型机床、医疗器械等均需要单相异步电动机驱动均需要单相异步电动机驱动。