1、单相异步电动机的构造和工作原理 一、能力目标一、能力目标1熟悉单相异步电动机的种类和用途。2掌握单相异步电动机的工作原理。二、仪器与设备二、仪器与设备三、项目要求三、项目要求（一）熟悉单相异步电动机的种类和用途1单相异步电动机的类型，通常是按获得启动转矩的方法不同来分类，常用的有电阻启动式、电容启动试、电容运转式、电容启动和运转式及罩极式等。单相异步电动机的构造和工作原理（二）掌握单相异步电动机的接线方式 1电容启动式电动机电动机在启动时，将辅助绕组、电容器及惯性开关SI串联后与主绕组并联，一起接在单相交流电源上，当电动机静止不动或转速较低时，装在电动机后端上的惯性开关SI处于闭合状态，如图1
2、0-1所示，因而辅助绕组连同电容器与电源接通。单相异步电动机的构造和工作原理 2电容运转式电动机如果将上述电动机的辅助绕组由原来较小的截面改为较大截面的导线，并使辅助绕组不仅产生启动转矩，而且参加运行，在运行时串联在辅助绕组电路中的电容器仍与电路接通，保持启动时产生的两相交流电和旋转磁场的特性，即保持一台两相异步电动机的运行状态，这样不仅可以得到较大的转矩，而且电动机的功率因数、效率、过载能力都可以提高。这种带有电容器运行的电动机，称为电容运转式电动机，或简称为电容式电动机。单相异步电动机的构造和工作原理 3电容启动和运转式电动机为了提高电容式电动机的功率因数和改善启动性能，使电动机备有两个不
3、同容量的电容器，如图10-2所示。在启动时，与电容器C1并联的一个容量较大的启动电容器C2也接入辅助绕组电路中，启动后，离心开关自动断开，使启动电容器C2脱离电源，而辅助绕组与容量较小的电容器C1串联后，仍与主绕组并联接在电源上参与正常运行。单相异步电动机的构造和工作原理 单相异步电动机的构造和工作原理 4罩极式电动机罩极式异步电动机是结构最简单的一种单相异步电动机，它的定子铁心多数做成凸极式，由硅钢片叠压而成；在磁极的1/31/4部分开一个小槽，并用短路铜环把这部分罩起来，故称罩极电动机。它的转子仍为笼型，其结构如图10-3所示。单相异步电动机的构造和工作原理 5电阻启动式电动机如果将图10
4、-1中的电容器C换成电阻器R就构成电阻启动单相电动机，如图10-4所示。这种电动机的特点是启动绕组Z1Z2的导线直径较细，主绕组的导线直径较粗，则启动绕组的电阻值比主绕组大，使流过启动绕组与主绕组中的电流有一定的相位差，在定子与转子气隙中产生旋转磁场，使转子获得转 矩而转动，这种电动机启动转矩不大，宜于空载启动。单相异步电动机的构造和工作原理 图10-5 用PTC启动继电器启动的单相异步电动机原理图单相异步电动机的构造和工作原理 四、单相交流电动机的工作原理四、单相交流电动机的工作原理1单相笼形异步电动机的基本结构单相异步电动机的类型较多，其基本结构和三相鼠笼式异步电动机相似。但一般有两套定子
5、绕组，一套称为主绕组（也称工作绕组），用以产生主磁场；另一套是辅助绕组（也称启动绕组），用以产生启动转矩。图10-6所示的是一台单相异步电动机的结构。单相异步电动机的构造和工作原理 图10-6 单相异步电动机的结构1-前端盖;2-定子;3-转子;4-后端盖;5-引出线;6-电容器单相异步电动机的构造和工作原理 2工作原理 在单相异步电动机的主绕组中通入单相交流电后，也会产生磁场，但这个磁场在空间的位置不能形成旋转磁场效应，只是磁场的强弱和方向像正弦交流电那样，随时间按正弦规律作周期性变化，如图10-7所示，这种磁场称为脉动磁场。单相异步电动机的脉动磁场可以认为是由两个转速相等、转向相反的旋转磁
6、场合成的。当电动机的转子静止时，两个旋转磁场分别在转子上产生两个大小相等、方向相反的正向转矩和逆向转矩，即合成转矩T=0，因此，转子不能自行启动。单相异步电动机的构造和工作原理 图10-7 脉动磁场单相异步电动机的构造和工作原理 如果用外力使转子转动一下，这时，转子在合成转矩T0的作用下，就会沿着外力的方向转动起来。为了使电动机能自动启动，除在定子铁心槽里嵌放主绕组外，还必须再加嵌一个辅助绕组，并使辅助绕组与主绕组在定子中相差90的电角度。由于主绕组与辅助绕组是由同一个单相电源供电，为了使两相绕组中的电流在时间上有一个相位差，可在辅助绕组中串接电容、电阻的方法进行移相，如图10-8所示为辅助绕
7、组串入电容的电动机接线图。单相异步电动机的构造和工作原理 单相异步电动机的构造和工作原理 图中辅助绕组WA与电容器C串联后同主绕组WM并联，当电动机接通电源时，由于辅助绕组是个容性电路（电容量应足够大），所以电流iA超前电源电压一个角度，而主绕组是个感性电路，所以电流iM滞后电源电压个角度。只要电容器选择适当，就能使iM滞后iA为90。当具有90相位差的两个电流iA和iM分别通入在空间相差90电角度的两个绕组时，将形成一个旋转磁场效应，如图10-9所示。由图中分析可知：向在空间位置互差90电角度的两相绕组内，通入时间上互差90电角度的两相电流，此时在定子与转子之间产生的磁场即为旋转磁场。单相异步电动机的笼型结构转子在该旋转磁场的作用下，获得启动转矩而旋转。单相异步电动机的构造和工作原理
