《電機技術(shù)應(yīng)用》課件 2.1.4 單相異步電動機

單相異步電動機異步電動機

單相異步電動機是靠220V單相交流電源供電的一類旋轉(zhuǎn)電機，為小容量的電動機，從幾瓦到幾百瓦不等。因為只需單相交流電源供電，因而應(yīng)用非常廣泛，如電風扇、洗衣機、電唱機、吸塵器、醫(yī)療器械、自動控制裝置、小型機床、輕工設(shè)備、家用電器、電動工具、農(nóng)用水泵、儀器儀表等眾多領(lǐng)域。單相異步電動機的結(jié)構(gòu)４、端蓋及軸承：端蓋有鑄鐵件，鑄鋁件及鋼板沖壓件三種，軸承有滾珠軸承和含油軸承兩種。滾珠軸承價格高，噪聲大，但壽命長，含油軸承價格低，噪聲小，但壽命短。1、機座：隨冷卻方式，防護型式，安裝方式和用途的不同，采用不同的機座結(jié)構(gòu)，為鑄鐵，鑄鋁和鋼板結(jié)構(gòu)等幾種。３、繞組：兩套繞組，一是工作繞組，用來建立工作磁場；一是起動繞組，用來幫助電動機起動。兩個繞組的軸線在空間錯開一定角度。２、鐵芯：用相互絕緣的電工鋼片沖制疊成，構(gòu)成電機磁路，定子鐵芯有隱極和凸極兩種，轉(zhuǎn)子鐵芯與三相異步電動機轉(zhuǎn)子鐵芯相同。單相異步電動機的結(jié)構(gòu)電生磁兩相對稱繞組通入兩相對稱電流產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場。磁生電旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體感應(yīng)電動勢和電流。電磁力轉(zhuǎn)子電流與定子磁場作用產(chǎn)生電磁力，形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動電動機旋轉(zhuǎn)。單相異步電動機的原理脈振磁場

單相異步電動機的定子繞組為單相，轉(zhuǎn)子一般為鼠籠式,當接入單相交流電源時，它在定、轉(zhuǎn)子氣隙中產(chǎn)生一個如圖所示的磁場。此磁場在空間并不旋轉(zhuǎn)，只是磁通或磁感應(yīng)強度的大小隨時間作正弦變化，我們稱之為脈振磁場。

一個空間軸線固定而大小按正弦規(guī)律變化的脈動磁場（用磁感應(yīng)強度B表示），可以分解成兩個轉(zhuǎn)速相等而方向相反的旋轉(zhuǎn)磁場Bm1和Bm2，兩個旋轉(zhuǎn)磁場分別作用于轉(zhuǎn)子產(chǎn)生兩個方向相反的轉(zhuǎn)矩。

兩個旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速為：

脈振磁場兩個旋轉(zhuǎn)磁場的磁感應(yīng)強度大小為：因此單相繞組通入單相交流電時的電磁關(guān)系如下：轉(zhuǎn)矩特性在如圖所示的T-s關(guān)系曲線中，s=1（n=0）兩邊合成轉(zhuǎn)矩曲線是對稱的，因此起動時合成轉(zhuǎn)矩為零，不能自行起動。并且單相異步電動機沒有固定的旋轉(zhuǎn)方向，外力驅(qū)動電動機正向旋轉(zhuǎn)能使電動機正轉(zhuǎn)，反之亦然。單相異步電動機的起動

為使電動機能自行起動和改善運行性能，除工作繞組外，在定子上還安裝一個輔助的起動繞組，兩繞組在空間上相距90°，通過控制電容C的大小可以使起動繞組電流IB超前于工作繞組電流IA約90°。兩繞組磁動勢在氣隙中形成一個接近于圓形的旋轉(zhuǎn)磁動勢和磁場，并產(chǎn)生一定的起動轉(zhuǎn)矩。優(yōu)點結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，噪音小。缺點與同容量三相感應(yīng)電動機相比，體積較大，功率因數(shù)及過載能力都較低，效率為同容量三相異步電動機的75%-90%。用途只能作成小容量：微型幾瓦～750瓦，小型550瓦～3700瓦。廣泛應(yīng)用于家用電器（電風扇、電冰箱、洗衣機等）、空調(diào)設(shè)備、電動工具、醫(yī)療器械及輕工設(shè)備中?？偨Y(jié)1、試述單相交流異步電動機的工作原理是什么？答：單相交流繞組通入單相交流產(chǎn)生脈振磁動勢，該磁動勢可分解為兩個幅值相等、轉(zhuǎn)速相反的旋轉(zhuǎn)磁動勢和，從而在氣隙中建立正傳和反轉(zhuǎn)磁場。這兩個旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體，并分別在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流。該電流與磁場相互作用產(chǎn)生正、反電磁轉(zhuǎn)矩。正向電磁轉(zhuǎn)矩企圖使轉(zhuǎn)子正轉(zhuǎn)；反向電磁轉(zhuǎn)矩企圖使轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)。這兩個轉(zhuǎn)矩疊加起來就是推動電動機轉(zhuǎn)動的合成轉(zhuǎn)矩，如果給電動機一個初始轉(zhuǎn)矩，電動機將沿著初始轉(zhuǎn)矩的方向旋轉(zhuǎn)起來。這就是單行異步電動機的工作原理。思考與練習2、試說明一個脈振磁場為什么可以分解成兩個大小相等、轉(zhuǎn)速相同、轉(zhuǎn)向相反的旋轉(zhuǎn)磁場。答：因為等式右邊為兩個大小相等、轉(zhuǎn)向相反的旋轉(zhuǎn)磁動勢，且轉(zhuǎn)速相同。

思考與練習思考與練習3、總結(jié)交流電機單相磁動勢的性質(zhì)、它的幅值大小、幅值位置、脈動頻率各與哪些因素有關(guān)？這些因素中哪些是由構(gòu)造決定的，哪些是由運行條件決定的？答：

幅值：Fφ1=0.9NkW1Iφ/p

單相繞組基波磁動勢幅值大?。号c一條支路匝數(shù)N、繞組系數(shù)kw1、磁極對數(shù)p及相電流Iφ有關(guān)，其中N、kw1及p由構(gòu)造決定，Iφ由運行