单相异步电动机2016课件

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11单相异步电动机及异步电机的其他运行方式48页PPT

单相异步电动机
单相异步电动机
定子两相绕组： m 主绕组，工作绕组 a 辅助绕组，起动绕组
转子为鼠笼式绕组
1、单相异步电动机特点
辅助绕组a串联一移相元件(通常是电容器)，然后与主绕组m并联接到单相电源
结构上，实质上是两相电机 Im、Ia不同相位，实质上是两
相运行
2、分析方法
①对称分量法 ②双旋转磁场理论 ③交轴磁场理论
负序电压，产生负序电流，建立负向旋转磁场，产生反向转矩，与转子旋转方向相反。
负序转差率
s
n1 n n1
2s
5、零序电压与零序电流
异步电机一般不接中线，可不考虑零序电流。
不对称运行分析
I 1

U 1 Z
I 1

U 1 Z
I A IB

I1 2
I1 I1
r2' 2s
TT
T
2 p
1
I2' 2
r2' s
I2' 2
2r2' s
4、辅助绕组开路时的转矩
1．起动转矩等于零
当s＝l时，T+＝T-，T＝0，单相电机仅一个绕组工作不能自行起动。
2．转动后单相电机可以在一个绕组情况下运行
转子转动时，则Z+＞Z-，T+＞T-，TO，由于有负序转矩存在，所以其过载能力和效率均有所降低。
零序系统：每相大小相等且同相位。
共同性质：三相大小相等，彼此之间相位差相等
（1）由不对称系统分解得到的正序、负序和零序系统都是对称系统。对称系统容易求解。当求得各个对称分量后，再把各相的三个分量叠加便得到不对称运行情形。

单相异步电动机完整1PPT课件

什么是单相异步交流电动机
洗衣机电机
电动车电机
油烟机电机家用空调电机
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什么是单相异步交流电动机
单相异步电动机的优缺点
优点：结构简单，成本低廉，噪音小。缺点：与同容量三相感应电动机相比较，体积较大，功率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：微型：几瓦～750瓦；小型：550瓦～3700瓦。
能自行起动。 2）如果外力使电机转动：n>0，T>0，正转； n<0，
T<0，反转可以运行但不能起动。
单相异步交流电动机的工作原理
2、两相绕组的旋转磁场
单相分相式：定子安放2相绕组，它们参数相同，但空间位置上相差 900电角（对称），2相对称绕组中通入大小相等，相位相差900电角的2相对称电流。
感谢亲观看此幻灯片，此课件部分内容来源于网络，如有侵权请及时联系我们删除，谢谢配合！
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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
1、单相绕组的脉振磁场定子绕组：主绕组是一单相绕组m m：加一正弦交流电→气隙→产生脉振磁场F0
单相异步交流电动机的工作原理
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。
结论磁场只是脉动而不旋转，电动机不起动。 1）n=0，T＝0，无起动转矩，不采取措施，电机不
电阻起动电动机
电阻起动单相异步电动机
一、电阻起动电动机
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。
应用：电冰箱的压缩机
单相电容起动异步电动机

《单相异步电动机》课件

THANKS
感谢观看
制动方式
电动机的制动方式主要有能耗制动、反接制动和再生制动等。
04
单相异步电动机的运行与维护
安全操作规程
确保电源连接正确
在连接电源之前，应确保电源电压与电动机铭牌上的额定电压相符，并使用合适的电源插头和插座。
穿戴防护用品
操作时应穿戴适当的防护用品，如绝缘手套、护目镜等，以防止触电和机械伤害。
功率因数
电动机的输入功率中有功功率占输入功率的比重，反映了电动机的功率利用率。
起动性能
起动转矩
电动机起动时产生的转矩，是衡量电动机起动性能的重要参数。
起动电流
电动机起动时输入的电流，是衡量电动机起动性能的重要参数。
调速与制动
调速方式
电动机的调速方式主要有变极调速、变频调速和变转差率调速等。
应用领域
01
02
03
家用电器
单相异步电动机常用于各种家用电器，如电风扇、洗衣机、空调等。
商业设备
在商业应用中，单相异步电动机可用于各种设备，如自动售货机、电动工具等。
工业自动化
在工业自动化领域，单相异步电动机可用于各种生产设备和自动化生产线。
02
单相异步电动机的结构
定子
作用
定子是单相异步电动机的固定部分，主要作用
校验启动转矩和最大转矩
在选型过程中，需要对电动机的启动转矩和最大转矩进行校验，以确保其能够满足启动和Байду номын сангаас行过程中的负载需求。
考虑效率与节能要求
在容量选择时，应考虑电动机的效率和节能要求，优先选择高效、节能的电动机。
验证工作制与负载持续率
根据实际工作制和负载持续率，对电动机的容量进行校验，以确保其能够满足长期稳定运行的需求。

单相异步电动机课件

使用环境
01
考虑电动机的使用环境，如温度、湿度、海拔高度等，选择适合的电动机型号。
负载特性
02
根据负载的转矩、转速等特性，选择具有适当特性的电动机。
成本与维护
03
考虑电动机的制造成本和维护成本，选择性价比高的电动机。
电源条件
04
根据电源的电压、频率和容量等条件，选择合适的电动机。
设计要点
磁路设计
额定电压（Un）
电动机在额定工作状态下运行时所规定的输入电压，单位为伏特（V）。
额定转速（n）
电动机在额定工作状态下运行时所规定的输入电流，单位为安培（A）。
效率与功率因数
效率（η）
电动机运行时的输出功率与输入功率的比值，表示电动机能量转换效率的指标。
功率因数（pf）
电动机运行时的有功功率与视在功率的比值，表示电动机对电网能量的利用程度。
单相异步电动机ppt课件
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目录
• 单相异步电动机简介 • 单相异步电动机的结构 • 单相异步电动机的电气性能 • 单相异步电动机的运行与维护 • 单相异步电动机的选型与设计
01
单相异步电动机简介
定义与工作原理
定义
单相异步电动机是一种利用单相交流电源供电的小型电机，通常由定子、转子、机壳和端盖等部分组成。
应用领域
01
家用电器
如电风扇、空调、
冰箱等。
02
电动工具
如电钻、电锯、电吹风等。
04
其他领域
如医疗器械、玩具
03
等。
工业自动化
用于驱动小型机械和设备，如传送带
、泵等。
02
单相异步电动机的结构

单相异步电动机的基本结构和工作原理PPT课件

You Know, The More Powerful You Will Be
结束语
感谢聆听
不足之处请大家批评指导
Please Criticize And Guide The Shortcomings
讲师：XXXXXX XX年XX月XX日
Hale Waihona Puke 示的脉动磁场。由上可见：
此磁场在空间并不旋转，只是磁通或磁感应强度的大小随时间作正弦变化，即
B Bm sint
在电机系统中，常把磁通大小随时间做正弦变化的磁场称脉动磁场，其磁场曲线如图(a)所示
可以证明，一个空间轴线固定而大小按正弦规律变化的脉动磁
场（用磁感应强度B表示），可以分解成两个转速相等而方向相反的旋转磁场 Bm1 和 Bm2 ，如图（b）所示，磁感应强度的大小为：
由此可得出结论：
（1）在脉动磁场作用下的单相异步电动机没有启动能力，即启动转矩为零；
（2）单相异步电动机一旦启动，它能自行加速到稳定运行状态，其旋转方向不固定，完全取决于启动时的旋转方向。
因此，要解决单相异步电动机的应用问题，首先必须解决它的启动转矩问题。
二、单相异步电动机的启动方法单相异步电动机在启动时若能产生一个旋转磁场，就可以建立
5．7 单相异步电动机的基本结构和工作原理特点： 1. 为小容量的电动机，从几瓦到几百瓦；
.. 2. 由单相交流电源供电的旋转电机；
3. 具有结构简单、成本低廉、运行可靠等一系列优点。
所以单相异步电动机被广泛用于电风扇、洗衣机、电唱机、吸尘器、医疗器械及自动控制装置中。
一、单相异步电动机的磁场单相异步电动机的定子绕组为单相，转子一般为鼠笼式。当接入单相交流电源时，它在定、转子气隙中产生一个如图所

单相异步电动机ppt课件

设则
iA iAm sint
iB iBm sin(t 90)
图电容分相单相电动机接线图及相量图
图两相电流波形图与三相来自步电动机相似，只要交换启动绕组或工作绕组两端与电源的连接便可改变旋转磁场的方向。
如同分析三相绕组旋转磁场一样，将正交的两相交流电流通入在空间位置上互差90°的两相绕组中，同样能产生旋转磁场
图两相旋转磁场
单相单相异步电动机的调速
单相异步电动机的调速方法主要有变频调速、晶闸管调速、串电抗器调速和抽头法调速等。变频调速设备复杂、成本高、很少采用。下面简单介绍目前较多采用的串电抗器调速、抽头法调速和晶闸管调速。
（1）串电抗器调速
在电动机的电源线路中串联起分压作用的电抗器，通过调速开关选择电抗器绕组的匝数来调节电抗值，从而改变电动机两端的电压，达到调速的目的，如图所示。串电抗器调速，其优点是结构简单，容易调整调速比，但消耗的材料多，调速器体积大。
类型
单相异步电动机有多种类型，目前应用最多的是电容分相的单相异步电动机，这实际上是一种两相运行的电动机，下面仅就这种电动机进行介绍。
结构
结构与三相笼形异步电动机类似，转子绕组也为一笼形转子。其结构如图所示。
单相异步电动机结构图
结构
定子：单相工作绕组和一个启动绕组。转子：笼形转子。为了能产生旋转磁场，在启动绕组中还串联了一个电容器，其结构如图所示。
（a）T形接法
（b）L形接法
图抽头法调速接线图
（3）晶闸管调速利用改变晶闸管的导通角，来实现
加在单相异步电动机上的交流电压的大小，从而达到调节电动机转速的目的，这种方法能实现无级调速，缺点是会产生一些电磁干扰。目前常用于吊式风扇的调速上。

单相异步电动机(上课用PPT)

开, 这时单相异步电动机实质上是两相启动单相运转。
改变转向的方法, 是把工作绕组或启动绕组中的任何一个绕组接电源的
两出线端对调。
2．电容启动分相式单相异步电动机
电容启动分相式单相异步电动机的工作原理图如图 6 - 4所示。这种电
动机在结构上和电阻分相式相似 , 区别只是在启动绕组中串入一个电容器 ,
• 有关强洗、中洗和弱洗的工作情况如下： • 强洗：波轮单向连续转动，洗涤时产生强烈的涡流冲刷衣物。波轮转动时
间的长短由定时器控制，最长不超过15分钟。适用于洗涤较脏的工作服、床单及粗厚衣物。 • 中洗：波轮以自动间歇正反向转动，产生中等涡流冲刷衣物进行洗涤。正或反转25～30秒，间歇3～5秒。适用于洗涤棉麻织物、化纤混纺衣物。 • 弱洗：波轮以自动间歇正反向转动，产生柔和涡流冲刷衣物进行洗涤。正或反转3～5秒，间停5～7秒。适用于洗涤丝绸、毛纺等柔质衣物。 • 从以上可知，洗衣机的洗涤强度，既强洗、中洗和弱洗，与电风扇送风强度是有本质区别的。电风扇是以改变电动机的转速来获得不同的风量，而洗衣机的强、中、弱洗并非通过电动机转速改变来获得，它是通过控制电动机的运转与停止的时间长短来实现的。
相交流电流时, 产生的磁动势是一个脉振磁动势 F 。如下图所示。
单相定子绕组通入单相交流电
产生脉动磁场
脉振磁动势 F 可以分解为两个幅值相等（等于脉振磁动势幅值的一半），同步转速相同,旋转方向相反的圆形旋转磁动势, 即 F = F+ + F_ , 如图6 - 1所示。其中 F+ 的转向与电动机转向相同, 称为正向旋转磁动势；F_ 的转向与电动机转向相反, 称为反向旋转磁动势。
可以证明：当两相绕组通入相位不同的两相交流电流时, 将产生一个椭圆形的旋转磁动势和旋转磁场；而两相对称绕组通入两相对称交流电流时,将产生一个圆形的旋转磁动势和旋转磁场。

单相异步电动机ppt

t)
fm
Fm 2
cos(x
t )
Fm 2
cos(x
t)
因此，合成磁势为
f fa fm F cos(x t) F cos(x t)
此时，电机内部存在着两个圆形旋转磁势。这两个
✓ 单相罩极式异步电动机
➢ 基本结构
单相异步电动机包括定子和转子两部分，其中定子由绕组和铁心组成。铁心一般由0.5mm的硅钢片叠压而成。绕组分为主绕组和副绕组，主绕组又称工作绕组，副绕组又称起动绕组或辅助绕组。
单相异步电动机的转子也由铁心和绕组组成。其中铁心也由0.5mm的硅钢片叠压而成，绕组常为铸铝笼型。
p2
槽距角 p 180 22.5
Q1
主绕组占1/2,即4个槽，即90°相带，副绕组占1/2,即 4个槽，即90°相带。两相绕组轴线相距4个槽，即90° 电角度。该单层同心式绕组展开图如下所示
➢ 单层链式绕组
可以根据例2-1绕组的数据画制绕组展开图。其中定子槽数Q1=24，极数p=4。单层链式然组的线圈形式有如链型，这种绕组的节距必须为奇数。如下图所示的单层链式绕组展开图Y=5。
p4
槽距角 p 180 30
24 主绕组占2/3，等于4个槽，120°相带。副绕组占1/3, 等于2个槽，为60°相带，两绕组相距3个槽，即90°电角度。
该单层同心式绕组的展开图如下所示
对于电容运转异步电动机，主副绕组都长期工作，故通常两绕组所占槽数相等。例2-2 已知定子槽数Q1=16，极数p=2，画出单层同心式绕组展开图。解极距 Q1 16 8
t)
fm
F 2
cos( x
t)
F 2
cos(x t)
因此，合成磁势为 f fa fm F cos(x t)

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运行绕组（A）起动绕组（B）
空通间以相同 90位一因差交线流圈电阻绕抗组不电同流相
两绕组磁 fA1、动 fB均 1势为脉振磁为势：，
§6.2 单相异步电动机磁通势及机械特性
二、两相绕组通电时磁势及机械特性：
§6.2 单相异步电动机磁通势及机械特性
三、总结：
1、为保证单相异步电机能够起动，必须要有椭圆形
旋转磁场。
或圆形
要求有起动绕组，且起动绕组和运行绕组
空间有相位差；
2、电机起动后， n >0，不用起动绕组，仍能维持电动
机的运行。故从节能考虑，当n上升至 75%~80%的同步转速后，通过离心开关断开起动绕组回路。
叠加，T 假 T设 T f(s)
即：曲线（3）
§6.2 单相异步电动机磁通势及机械特性
二、两相绕组通电时磁势及机械特性： 3、特点：
①、n=0， T 0，能自行启动；
②、若 F＞F 时：椭圆形旋转磁势正转，电机正向运行；
③、若 F＜F 时：
椭圆形旋转磁势反转，电机反向运行；
I1
A
U
W
D
X
I2 A' ST X'
W A
X X'
C
K
W: 主绕组（工作绕组） ST：启动绕组 K：离心开关
电容分相式单相异步电动机起动原理
I1
I2
~
U
W
D
I2
ST

1
2
U
接近90°
I1
C
K
i1
i2
t
i
Im iB iA
O
450 900
t
t 0o
A
B
B'

A'
t 45
、cos较低
三、结构：
定子两相绕组
副主绕绕组组

运行绕组(工作绕组) 起动绕组

空间相位差90
转子同三相鼠笼式异步电机转子
四、应用：电动工具、家用电器、医疗设备等。
§6.2 单相异步电动机磁通势及机械特性
二、两相绕组通电时磁势及机械特性： 1、磁势情况：
则能稳定运行于某点； ③. 当n<0 (1<s<2)时， T＜ T T＜ 0，T若＞ TL，
则能稳定运行于某点； ④. 可以运行，且有两种可能转向 ⑤. 最大转矩减少，过载能力下降
§6.1 单相异步电动机概述
一、概念：接单相交流电源运行的异步电动机。
单相电源工作二、特点：容量不大

（

F

T

s T
n1 n1
f (s)
n s) 曲线（
2）
（
s

n1 n1
n

2

s)
T T T f (s)
合成磁动势对应的机械特性曲线曲线（1）。
正反向旋转磁场的合成转矩特性
s1 0 s2 2
1、磁势情况：

f
A1(x,
t)

FA1cos
xsint

1 2
FA1sin(t

x)
1 2
FA1sin(t

x)

f A1 fA1
空间相位差90

fB1(x,
t)

FB1
cos(
x 90)sin(t
)
时间相位差φ

f
f

幅值不同
正序磁f动、势负序磁f动势转速大小相转向不同
椭圆形旋转磁势
§6.2 单相异步电动机磁通势及机械特性
二、两相绕组通电时磁势及机械特性： 2、机械特性：如图。
f T f(s)曲线1）（ f T f(s)曲线2）（
A
t 90
A
B t 0B' B t 0B'
A'
A'
两相旋转磁场
工作原理启动时开关K闭合，使两绕组电流相位差约为90°，从而产生旋转磁场，电机转起来；转动正常以后离心开关被甩开，启动绕组被切断，而电机仍按原方向继续转动。
I1
~
U
A
W
D
X
I2 A' ST X'

1 2
FB1sin(t

x
90)
1 2
FB1sin(t

x
90)

fB1 fB1
§6.2 单相异步电动机磁通势及机械特性
二、两相绕组通电时磁势及机械特性： 1、磁势情况：
ffA A11、、ffB B11转转速速一一致致，，转转向向 ff相相合同同成磁 f1(x势 ,t)
C K
~
S
2
1
••
•A
• iB iA •
B
B'
• A
M ~
实现正反转的电路
电动机转子转动起来后，利用
离心力将开关S断开(S是离心开关)，使起动绕组B–B´断电。
改变电容C的串联位置，可使单相异步电动机反转。
将开关S合在位置1，电容C与 B绕组串联，电流 iB较iA超前近 90 ；当将S切换到位置2，电容 C与A绕组串联，电流iA 较iB 超前近90 。这样就改变了旋转磁场的转向，从而实现电动机的反转。
T（正向） 1 s1 s2 1 合成转矩
正转
s1 2
T2（反向）
反转
s
s2 0
起动转矩为零。
§6.2 单相异步电动机磁通势及机械特性
一、工作绕组通单相交流电时磁势及机械特性： 3、特点：
①. n=0 ，T=0 不能起动； ②. 当n>0 (0<s<1)时， T＞ T T0，T若＞ TL，
旋转磁场合成而等效。即：
Φ Φ Φ - - = + = m/2
m
t
- +
脉动磁场的分解

③④ ⑤⑥⑦
①②
⑧⑨
-
+
④
⑥
②
⑧
- +
⑤
①
③
⑦
⑨
工作绕组通单相交流电时磁势及机械特性：机械特性：如图。
F T T f (s) 曲线（ 3）
§6.3 单相异步电动机起动方法
分相起动
电阻分相
电容分相

电容起动电容运行

电容起动运行
罩极起动
目地将起动绕组，运行绕组电流相位分开。
§6.3 单相异步电动机起动方法
一、电阻分相起动：
电阻分相电动机 1—运行绕组；2—A'
单相异步电动机
在电流正半周
S

N
在电流负半周
i1
？
t
i1
220V~
当定子绕组产生的合成磁场增加时，根据右手螺旋定则和左手定则，可知转子导条左、右受力大小相等方向相反，所以没有起动转矩。
转子借助其它力量转动后，外力去除后仍按原方向继续转动。其原理分析如下：
定子绕组产生的脉动磁场（），可用正、反两个