任務(wù)單相異步電動(dòng)機(jī)的認(rèn)識(shí)與應(yīng)用

任務(wù)單相異步電動(dòng)機(jī)的認(rèn)識(shí)與應(yīng)用第一頁，共二十八頁，2022年，8月28日知識(shí)目標(biāo)1、掌握單相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)。2、掌握單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理。3、了解單相異步電動(dòng)機(jī)的類型。4、了解單相異步電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用。能力目標(biāo)單相異步電動(dòng)機(jī)的接線、操作使用第二頁，共二十八頁，2022年，8月28日什么是單相異步交流電動(dòng)機(jī)

采用單相交流電源供電的電動(dòng)機(jī)稱為單相異步電動(dòng)機(jī)。單相異步電動(dòng)機(jī)的容量一般在750W以下，與同容量的三相異步電動(dòng)機(jī)相比，它的體積較大，運(yùn)行性能較差，但是它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、運(yùn)行可靠、維修方便，通常廣泛應(yīng)用在小容量的場(chǎng)合，如家用電器（電風(fēng)扇、電冰箱、洗衣機(jī)等）、空調(diào)設(shè)備、電動(dòng)工具（如油泵、砂輪機(jī)）、醫(yī)療器械及輕工設(shè)備中。第三頁，共二十八頁，2022年，8月28日洗衣機(jī)電機(jī)油煙機(jī)電機(jī)電動(dòng)車電機(jī)家用空調(diào)電機(jī)下一頁上一頁什么是單相異步交流電動(dòng)機(jī)第四頁，共二十八頁，2022年，8月28日單相異步電動(dòng)機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，噪音小。缺點(diǎn)：與同容量三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)相比較，體積較大，功率因數(shù)及過載能力都較低。故單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)只能作成小容量：微型：幾瓦～750瓦；小型：550瓦～3700瓦。什么是單相異步交流電動(dòng)機(jī)第五頁，共二十八頁，2022年，8月28日與三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)相似，包括定子和轉(zhuǎn)子兩大部分。轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)都是籠型的，定子鐵心由硅鋼片疊壓而成。定子鐵心上嵌有定子繞組。單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，一般只需要單相繞組即可，但單相繞組通以單相交流電時(shí)產(chǎn)生的磁場(chǎng)是脈動(dòng)磁場(chǎng)，單相運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)沒有起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。為使電動(dòng)機(jī)能自行起動(dòng)和改善運(yùn)行性能，除工作繞組（又稱主繞組）外，在定子上還安裝一個(gè)輔助的起動(dòng)繞組（又稱副繞組）。兩個(gè)繞組在空間相距900或一定的電角度。單相異步交流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)第六頁，共二十八頁，2022年，8月28日單相異步交流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)第七頁，共二十八頁，2022年，8月28日單相異步交流電動(dòng)機(jī)的工作原理1、單相繞組的脈振磁場(chǎng)定子繞組：主繞組是一單相繞組mm：加一正弦交流電→氣隙→產(chǎn)生脈振磁場(chǎng)F0第八頁，共二十八頁，2022年，8月28日脈動(dòng)磁場(chǎng)：磁場(chǎng)大小及方向隨電流的變化而變化，但磁場(chǎng)的軸線卻固定不變。結(jié)論磁場(chǎng)只是脈動(dòng)而不旋轉(zhuǎn)，電動(dòng)機(jī)不起動(dòng)。1）n=0，T＝0，無起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，不采取措施，電機(jī)不能自行起動(dòng)。2）如果外力使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)：n>0，T>0，正轉(zhuǎn)；n<0，T<0，反轉(zhuǎn)可以運(yùn)行但不能起動(dòng)。單相異步交流電動(dòng)機(jī)的工作原理第九頁，共二十八頁，2022年，8月28日單相異步交流電動(dòng)機(jī)的工作原理2、兩相繞組的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)單相分相式：定子安放2相繞組，它們參數(shù)相同，但空間位置上相差900電角（對(duì)稱），2相對(duì)稱繞組中通入大小相等，相位相差900電角的2相對(duì)稱電流。合成磁場(chǎng)：一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)：n1=起動(dòng)必要條件：1）定子具有空間不同相位的2個(gè)繞組2）兩相繞組中通入不同相位的交流電流，分相第十頁，共二十八頁，2022年，8月28日單相異步交流電動(dòng)機(jī)的工作原理第十一頁，共二十八頁，2022年，8月28日分析：1）轉(zhuǎn)子靜止時(shí)，n=0,S=1，合成轉(zhuǎn)矩為0。單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)無起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，故單相異步電動(dòng)機(jī)不能自行起動(dòng)。三相異步電動(dòng)機(jī)電源斷一相，相當(dāng)于一臺(tái)單相異步電動(dòng)機(jī)，故不能起動(dòng)。2）當(dāng)s≠1時(shí)，T≠0，且T無固定方向，取決于s的正負(fù)。一旦旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)向依外力方向而定，即在外力矩作用下，電機(jī)可朝外力方向旋轉(zhuǎn)。三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中斷一相，電機(jī)仍能繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。3）由于存在負(fù)序轉(zhuǎn)矩，使合成轉(zhuǎn)矩減小，過載能力低，TF不變，n下降→S上升→I2`上升→I1上升→溫升增加。單相異步交流電動(dòng)機(jī)的工作原理第十二頁，共二十八頁，2022年，8月28日一、分相起動(dòng)電動(dòng)機(jī)分相起動(dòng)電動(dòng)機(jī)包括電容起動(dòng)電動(dòng)機(jī)、電容運(yùn)轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)和電阻起動(dòng)電動(dòng)機(jī)根據(jù)獲得旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方式的不同，主要分為分相電動(dòng)機(jī)和罩極電動(dòng)機(jī)特點(diǎn)：ⅰ）起動(dòng)繞組和電容按短時(shí)工作設(shè)計(jì)；ⅱ）電容起分相和提高功率因數(shù)的作用。

由于起動(dòng)繞組和電容按短時(shí)工作設(shè)計(jì)，因此，當(dāng)n達(dá)75～80%n1時(shí)，離心開關(guān)自動(dòng)打開。單相異步交流電動(dòng)機(jī)的主要類型第十三頁，共二十八頁，2022年，8月28日1）定子具有空間不同相位的2個(gè)繞組

2）兩相繞組中通入不同相位的交流電流，分相產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。

3）電容器C配得合適，可使超前900→圓形旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)，TS↑，IS↓超前900特點(diǎn)：起動(dòng)轉(zhuǎn)距較大，起動(dòng)電流也較大，應(yīng)用在空氣壓縮機(jī)、電冰箱、水泵、電扇(70W)等滿載起動(dòng)的場(chǎng)合。應(yīng)用最普遍電容起動(dòng)單相異步電動(dòng)機(jī)第十四頁，共二十八頁，2022年，8月28日起動(dòng)：C1↑→→TS↑運(yùn)行：（75～80）％η1時(shí)，C2切除→C較小→運(yùn)行性能較好應(yīng)用：家用電器、泵、小型機(jī)械等改變方向：對(duì)調(diào)主繞組或副繞組2個(gè)接線端電容運(yùn)轉(zhuǎn)單相異步電動(dòng)機(jī)第十五頁，共二十八頁，2022年，8月28日特點(diǎn)：ⅰ）起動(dòng)繞組和電容器按長期工作設(shè)計(jì)；ⅱ）過載能力、功率因數(shù)和效率均較高；ⅲ）容量能做到五十瓦至幾千瓦；ⅳ）應(yīng)用比較廣泛，如應(yīng)用于壓氣機(jī)、空調(diào)等。電容運(yùn)轉(zhuǎn)單相異步電動(dòng)機(jī)第十六頁，共二十八頁，2022年，8月28日在起動(dòng)繞組中串聯(lián)電阻來分相，即工作繞組電阻小，電抗大；起動(dòng)繞組電阻大，電抗小。二、罩極電動(dòng)機(jī)1、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：定子作成凸極式，由硅鋼片疊壓而成，工作繞組為集中繞組，套在定子磁極上，每個(gè)極靴表面1/3～1/4處開有一個(gè)小槽，放入罩極繞組（短路環(huán)），如下圖：電阻起動(dòng)單相異步電動(dòng)機(jī)一、電阻起動(dòng)電動(dòng)機(jī)第十七頁，共二十八頁，2022年，8月28日特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，成本低，維護(hù)方便，但起動(dòng)和運(yùn)行性能差，用于小功率，空載起動(dòng)，如臺(tái)扇。電阻起動(dòng)單相異步電動(dòng)機(jī)第十八頁，共二十八頁，2022年，8月28日2、工作原理

在時(shí)間上滯后一個(gè)角度Ψ，而兩個(gè)繞組在空間也相隔一個(gè)角度，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)向由未罩極部分轉(zhuǎn)向罩極部分。電機(jī)轉(zhuǎn)向也由未罩極部分轉(zhuǎn)向罩極部分。3、改變轉(zhuǎn)向的方法：

1）定子上繞制兩套起動(dòng)繞組；2）將定、轉(zhuǎn)子反向安裝。4、優(yōu)缺點(diǎn)：起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不需要電容器。5、應(yīng)用:用于小容量電動(dòng)機(jī)中。如應(yīng)用于小型風(fēng)扇、電動(dòng)模型和電唱機(jī)中。電阻起動(dòng)單相異步電動(dòng)機(jī)第十九頁，共二十八頁，2022年，8月28日方法：同三相異步電動(dòng)機(jī)，改變定子電壓：串電抗器、晶閘管調(diào)壓一、調(diào)速方法：串電抗器調(diào)速簡(jiǎn)單，方便，但有級(jí)調(diào)速，T、P↓臺(tái)風(fēng)扇用單相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第二十頁，共二十八頁，2022年，8月28日2、晶閘管調(diào)壓雙向晶閘管、雙向二極管，帶電壓開關(guān)的電位器、電阻、電容無級(jí)調(diào)速單相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第二十一頁，共二十八頁，2022年，8月28日3.自耦變壓器調(diào)速調(diào)自耦變壓器調(diào)壓：a:調(diào)速時(shí)整臺(tái)電動(dòng)機(jī)降壓：低速檔起動(dòng)性能差b:工作繞組降壓：低速檔起動(dòng)性能較好，接線復(fù)雜單相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第二十二頁，共二十八頁，2022年，8月28日4.串電容調(diào)速電容與容抗成反比，電容量大－容抗小－相應(yīng)的電壓降也小，n就高，R為泄防電阻特點(diǎn)：電動(dòng)機(jī)起動(dòng)性能好，正常運(yùn)行時(shí)無功率損耗，效率高單相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第二十三頁，共二十八頁，2022年，8月28日5.繞組抽頭法調(diào)速定子繞組上嵌放一個(gè)調(diào)速繞組，省電抗器鐵心，降低成本，但接線復(fù)雜單相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第二十四頁，共二十八頁，2022年，8月28日6.PTC元件微風(fēng)檔電風(fēng)扇：500r/min電風(fēng)扇在這樣低的速度下往往難以起動(dòng)，解決方法：PTC元件特性：低溫：阻值小，高溫呈高阻狀態(tài)單相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第二十五頁，共二十八頁，2022年，8月28日方法：與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向相同1.工作繞組（或起動(dòng)繞組）的首端和末端與電源的接線對(duì)調(diào)；2．電容器從第一組繞組改接到另一節(jié)繞組（電容運(yùn)轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)）強(qiáng)洗：電動(dòng)機(jī)始終朝一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)S1:通電時(shí)間S2：正反轉(zhuǎn)標(biāo)準(zhǔn)：正30s停止30s反轉(zhuǎn)5s單相異步電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)第二十六頁，共二十八頁，2022年，8月28日對(duì)調(diào)主或副繞組中任何一個(gè)繞組的2個(gè)出線端S1:脫水定時(shí)器觸點(diǎn)S2：脫水桶門蓋連鎖觸單相異步電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)第二十七頁，共二十八頁，2022年，8月28日單相異步電動(dòng)機(jī)的