第八章 单相交流串励电动机

单相串励电动机原理《单相串励电动机原理》1. 引言你有没有想过，家里那些小巧又动力强劲的电动工具，像手持电钻，它们的动力来源是什么呢？没错，很多时候就是单相串励电动机在发挥作用。

今天呢，咱们就来好好唠唠单相串励电动机的原理，从它最基本的概念开始，到它是怎么工作的，在生活和工业里的应用，还有那些容易让人搞混的地方，我都会给大家讲得明明白白的。

2. 核心原理2.1基本概念与理论背景单相串励电动机属于直流电动机的一种特殊类型，虽然它用的是单相交流电源。

它的历史啊，可以追溯到电动机发展的早期。

这电动机的核心概念呢，就是电磁感应原理。

简单来说，电和磁就像是一对形影不离的好伙伴，电流通过导线的时候，就会在导线周围产生磁场。

而单相串励电动机就是巧妙地利用了这个原理，通过不断变化的电流来产生变化的磁场，从而让电机转动起来。

就好比是一群小磁针，在电流这个指挥家的指挥下，一会儿排成这个队形，一会儿排成那个队形，这样就产生了让电机动起来的力量。

2.2运行机制与过程分析咱们来详细说说它的运行过程。

首先，单相交流电流进入电动机。

这个电流通过定子绕组和转子绕组串联起来的电路。

当电流流入的时候，定子绕组就会产生一个磁场，这个磁场可是会随着电流方向的改变而改变的。

转子绕组呢，因为和定子绕组串在一起，所以也有电流通过。

这时候，转子绕组就像一个小磁铁，在定子磁场的作用下，会受到一个力的作用。

由于这个力的作用，转子就开始转动起来。

但是呢，这里面有个关键的地方。

因为电流是交流的，方向一直在变，所以定子的磁场方向也一直在变。

这就好比是一个调皮的人，一直在换着方向推这个转子，但是因为这个换方向的节奏把握得好，转子就会一直持续地转动下去。

打个比方，就像是你在推一个秋千，一会儿从左边推，一会儿从右边推，只要你推的节奏对，秋千就会一直荡下去。

在单相串励电动机里，这个不断变化的电流就像是你不断变换方向的推力，让电机的转子持续转动。

3. 理论与实际应用3.1日常生活中的实际应用在咱们的日常生活里，单相串励电动机的应用可多了去了。

单相串励电机原理嘿，咱聊聊单相串励电机那神奇的原理！这单相串励电机啊，在咱生活里那可是个厉害的角色，就像个不知疲倦的小勇士，到处发挥着大作用。

单相串励电机，听起来是不是有点神秘？其实啊，它的原理并不复杂。

简单来说，就是通过电流在定子和转子之间产生磁场，然后让转子转起来。

这就好比一场磁场的“拔河比赛”，电流就是那根绳子，把定子和转子紧紧地拉在一起，让它们一起动起来。

定子呢，就像是电机的“大本营”。

它里面有很多线圈，当电流通过这些线圈的时候，就会产生磁场。

这个磁场可不是一般的磁场哦，它就像一个巨大的磁铁，有着强大的吸引力。

转子呢，就像是一个调皮的孩子，在定子的磁场里跑来跑去。

转子上也有线圈，当定子的磁场和转子的磁场相互作用的时候，转子就会受到一个力，这个力就会让转子转起来。

电流在这个过程中可重要了。

它就像电机的“能量饮料”，给电机提供动力。

没有电流，电机就没法工作。

电流越大，电机的力量就越大。

这就像人喝了更多的能量饮料，就会更有精神，更有力气。

单相串励电机的速度也很有意思。

它的速度可以通过改变电压来调节。

电压越高，电机转得就越快；电压越低，电机转得就越慢。

这就像开车一样，油门踩得越大，车跑得就越快；油门踩得越小，车跑得就越慢。

而且啊，单相串励电机还很耐用呢。

它可以在各种环境下工作，不怕热，不怕冷，不怕潮湿。

这就像一个坚强的战士，不管遇到什么困难，都能坚持下去。

比如说在夏天，天气很热，很多电器都容易出问题，但是单相串励电机却能正常工作。

在冬天，天气很冷，它也不会被冻坏。

单相串励电机的用途也非常广泛。

在电动工具里，它可是个大功臣。

像电钻、电锯这些工具，都离不开单相串励电机。

它能提供强大的动力，让我们轻松地完成各种工作。

在小家电里，它也有一席之地。

比如吸尘器、搅拌机，都有单相串励电机的身影。

它让这些小家电变得更加好用，更加方便。

想象一下，如果没有单相串励电机，我们的生活会变成什么样呢？电钻钻不动墙，电锯切不了木头，吸尘器吸不了灰尘，搅拌机也搅不动食物。

单相交流串激电机基本知识一、单相交流串激电机的特点二、转子生产工艺流程及各工序要点三、定子生产工艺流程及各工序要点四、单相交流串励电动机主要零部件及材料简介五、单相交流串励电动机产生火花的原因六、单相交流串激电机绕组温升的计算方法及控制绕组温升的措施七、单相串激电机火花等级的划分八、单相串激电机能量损耗及效率低的原因九、单相串联电动机转子最大剩余不平衡量的计算方法及解决振动的措施10。

单相串联电动机噪声的计算方法及解决措施11。

单相串联电机的速度调节方法12。

改善电机换向和电磁兼容性的措施13。

现有铁芯与交流产品规格对比表14。

变电压后电机参数的计算方法十五、电机电磁负荷的选择及电机参数的简单计算方法十六、电机参数的详细计算方法十七、无刷电机的特点及工作原理十八、单相异步电机的特点及工作原理一、单相串联电动机的特性1.激电机转速范围广,转速与频率无关,转速公式:n=（ucos）￠－ir－△u）/ke×？（RPM）或=60√ 2×e×10/n×？，根据不同产品的要求，转速可从4000转/分到35000转/分或更高，应用范围广泛。

电动工具的电机转速可达（10000~38000）rpm以上；如果电动磨头电机的转速超过38000rpm，高速角磨的电机转速也达35000rpm以上。

而其他交流电机的转速都与电源频率有关,当电源频率为50hz时,其转速不会超过3000rpm(n=60f/p,p=1,f=50hz),因而其使用范围受到一定的限制.转速公式中各字母的意义在后面的电机计算公式中会介绍.2.与其他交流电机相比，在相同功率下，产品体积小得多，节省材料，重量轻，适合批量生产，制造成本低。

3.起动转矩大,过载能力强。

起动转矩高达额定转矩的4-6倍,起动瞬间因转子机械惯性大，n=0,感应电势e=0,由电压平衡式可知u=e+iar,ia=u-e/r=u/r,起动电流很大，因ia(电枢电流）=if（激磁电流），if产生磁通φ也很大，因此起动转矩t=ct×ia×φ也很大,不易被卡住,适合于使用在启动比较困难的地方。

绪论1．微特电机的分类。

2．微特电机新的发展趋势。

第二章伺服电动机与伺服系统1．从结构上，直流伺服电动机的分类。

分为两大类，传统型直流伺服电动机，低惯量型直流伺服电动机。

传统型直流伺服电动机其结构与普通直流电动机基本相同，只是功率和容量小得多，它可以再分为电磁式和永磁式两种；低惯量型直流伺服电动机可分为空心杯电枢直流伺服电动机，盘式电枢直流伺服电动机，无槽电枢直流伺服电动机2．直流伺服电机的静态特性1．机械特性：给出机械特性n=f(T e)的方程，绘制机械特性的曲线。

机械特性：控制电压恒定时，电机转速随电磁转矩的变化关系n=f (Te)2．调节特性：给出调节特性n=f(U a)的方程，绘制调节特性的曲线，结合调节特性曲线，掌握失灵区的概念。

调节特性负载转矩恒定时，转速随控制电压变化n=f (Ua)3．直流伺服电机的动态特性1．机电时间常数的计算公式，影响因素及相应的减小机电时间常数的方法。

机电时间常数与转动惯量成正比；与电机的每极气隙磁通的平方成反比，为了减小电机机械时间常数，应增加每极气隙磁通；与电枢电阻Ra的大小成正比，为减小时间常数，应尽可能减小电枢电阻，当伺服电动机用于自动控制系统，并由放大器供给控制电压时，应计入放大器的内阻Ri，Ra+Ri；直流伺服电动机的机电时间常数一般<30ms，低惯量直流伺服电机的时间常数<10ms。

4．交流异步伺服电动机1．不同转子电阻对机械特性的影响，分析为什么异步伺服电动机的转子电阻较普通异步电动机大。

增大转子电阻的三个好处：1. 可以增大调速范围由电机学原理知，异步电机的稳定运行区仅在： 0<s<sm，而正常电机的sm=0.1~0.2, 所以调速范围甚小。

增大转子电阻，使sm增大，从而增大调速范围。

2.使机械特性更加线性如右图中，曲线3的线性度比曲线2要好。

sm1=0.2, sm2=1.1, sm3=1.8能消除自转现象T=T1+T2，在正向旋转时， 0<s<1， T>0。

单相交流串激电机基本知识一、单相交流串激电机的特点二、转子的生产工艺流程及每个工序注意要点三、定子的生产工艺流程及每个工序注意要点四、单相交流串激电机主要零部件材料简介五、单相交流串激电机火花产生的原因六、单相交流串激电机绕组温升的计算方法及控制绕组温升的措施七、单相串激电机火花等级的划分八、单相串激电机能量损耗及效率低的原因九、单相串激电机转子最大残余不平衡量的计算方法及解决振动的措施十、单相串激电机噪音的计算方法及解决噪声措施十一、单相串激电机转速调整的方法十二、改善电机换向和EMC的措施十三、现有铁芯与交流产品规格对照表十四、电机改变电压后的参数计算方法十五、电机电磁负荷的选择及电机参数的简单计算方法十六、电机参数的详细计算方法十七、无刷电机的特点及工作原理十八、单相异步电机的特点及工作原理一、单相串激电机的特点1. 激电机转速范围广,转速与频率无关,转速公式:n=(Ucos￠－IR－△U)/Ke×Ø (rpm)或者=60√2×E×10 /N×Ø,根据不同产品要求，转速可以从4000rpm至35000rpm以上,运用范围广,电动工具用的电机转速达（10000～38000）rpm以上；如电磨头电机的转速已经超过了38000rpm,高速角磨的电机转速也达35000rpm以上。

而其他交流电机的转速都与电源频率有关,当电源频率为50Hz时,其转速不会超过3000RPM(n=60f/p, p=1, f=50Hz),因而其使用范围受到一定的限制.转速公式中各字母的意义在后面的电机计算公式中会介绍.2. 与其他交流电机相比,在同样功率下，产品体积缩小许多，材料节省，重量轻，适合大批量生产,制造成本低。

3. 起动转矩大,过载能力强。

起动转矩高达额定转矩的4-6倍,起动瞬间因转子机械惯性大，n=0,感应电势E=0,由电压平衡式可知U=E+IaR , Ia=U-E/R=U/R ,起动电流很大，因Ia(电枢电流）=If（激磁电流），If产生磁通φ也很大，因此起动转矩T=Ct ×Ia×φ也很大,不易被卡住,适合于使用在启动比较困难的地方。

单相交流串激电机基本知识一、单相交流串激电机的特点二、转子的生产工艺流程及每个工序注意要点三、定子的生产工艺流程及每个工序注意要点四、单相交流串激电机主要零部件材料简介五、单相交流串激电机火花产生的原因六、单相交流串激电机绕组温升的计算方法及控制绕组温升的措施七、单相串激电机火花等级的划分八、单相串激电机能量损耗及效率低的原因九、单相串激电机转子最大残余不平衡量的计算方法及解决振动的措施十、单相串激电机噪音的计算方法及解决噪声措施十一、单相串激电机转速调整的方法十二、改善电机换向和EMC的措施十三、现有铁芯与交流产品规格对照表十四、电机改变电压后的参数计算方法十五、电机电磁负荷的选择及电机参数的简单计算方法十六、电机参数的详细计算方法十七、无刷电机的特点及工作原理十八、单相异步电机的特点及工作原理一、单相串激电机的特点1. 激电机转速范围广,转速与频率无关,转速公式:n=(Ucos￠－IR－△U)/Ke×Ø (rpm)或者=60√2×E×10 /N×Ø,根据不同产品要求，转速可以从4000rpm至35000rpm以上,运用范围广,电动工具用的电机转速达（10000～38000）rpm以上；如电磨头电机的转速已经超过了38000rpm,高速角磨的电机转速也达35000rpm以上。

而其他交流电机的转速都与电源频率有关,当电源频率为50Hz时,其转速不会超过3000RPM(n=60f/p, p=1, f=50Hz),因而其使用范围受到一定的限制.转速公式中各字母的意义在后面的电机计算公式中会介绍.2. 与其他交流电机相比,在同样功率下，产品体积缩小许多，材料节省，重量轻，适合大批量生产,制造成本低。

3. 起动转矩大,过载能力强。

起动转矩高达额定转矩的4-6倍,起动瞬间因转子机械惯性大，n=0,感应电势E=0,由电压平衡式可知U=E+IaR , Ia=U-E/R=U/R ,起动电流很大，因Ia(电枢电流）=If（激磁电流），If产生磁通φ也很大，因此起动转矩T=Ct ×Ia×φ也很大,不易被卡住,适合于使用在启动比较困难的地方。

单相交流串励电机的分类及特点
单相交流串励电机是一种特殊的电机，其电枢绕组和励磁绕组是串联在一起的。

这种电机有多种分类方式，其中一种常见的分类方式是根据其电源类型来分，可以分为交流电源供电和直流电源供电两种类型。

1. 交流电源供电的单相交流串励电机：
这种电机在交流电源下工作，其转速高、起动力矩大、体积小、重量轻、不容易堵转、适用电压范围很广。

由于其转速和电源频率成正比，因此可以通过调频来调速，简单且易于实现。

这种电机在电动工具中得到广泛应用，如角磨机、手电钻等。

2. 直流电源供电的单相交流串励电机：
这种电机在直流电源下工作，其工作原理与直流电机类似，通过电刷和换向器来控制电流的方向，使电机持续旋转。

这种电机通常用于电动工具和一些需要直流驱动的设备中。

单相交流串励电机的特点是其转速和转矩可以随着电源的频率和电压的变化而变化，因此可以通过调频或调压来调节电机的性能。

此外，由于其结构简单、体积小、重量轻、价格低廉等特点，这种电机在许多领域都有广泛的应用。