单相电机的结构与原理分析
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单相异步电动机的工作原理
分析： ⑴ 转子静止时，n=0,S=1，合成转矩为0。单相异步电动机无起
动转矩，故单相异步电动机不能自行起动。 三相异步电动机电源一相断线时，相当于一台单相异步电动 机，故不能自起动。
⑵ 当s≠1时，T≠0，T的方向，取决于s的正负。一旦旋转，转 向依外力方向而定，即在外力矩作用下，电机可朝外力方向旋转 。
也有一些电容或电阻电动机，运行 时仍然接于电源上，实 质是两相电机，由于接在单相电源上，仍称为单相异步电动机。
图7.1.1 单相异步电动机结构
二、单相异步电动机的工作原理 1 、单相绕组通入单相交流电时的情况
单相交流绕组通入单相正弦交流电流产生脉动磁动势， 它可以分解为两个大小相等、转速相同、转向相反的圆形 旋转磁动势F+和F-，建立起正转和反转旋转磁场ф+和ф-， 这两个旋转磁场切割转子导体，分别在转子导体中产生感 应电动势和感应电流，从而产生正向电磁转矩Tem+和反向 电磁转矩Tem_，叠加后即为推动转子转动的合成转矩Tem。
三相异步电动机运行中断一相，电机仍能继续运转。
⑶ 由于存在负序转矩，使合成转矩减小，过载能力降低，TL 不变，n下降→S上升→I2`上升→I1上升→温升增加。
单相异步电动机的工作原理 一、 单相异步电动机的结构
单相异步电动机的转子就是普通的笼型转子。定子铁心由 硅钢片叠压而成，嵌有定子绕组。
为了产生起动转矩，单相异步电动机定子上都安放两套绕 组，一个为工作绕组，另一个为起动绕组，两个绕组在空间相 距900电角度。
起动绕组一般只在起动时接入，起动完毕就与电源断开， 正常运行只有一个工作绕组接在电源上。
图7.1.2 单相异步电动机的磁场和转矩 图7.1.3 三相异步电动机的 s(n) f (Tem) 曲线
单相交流电机工作原理 交流电机工作原理
单相交流电机工作原理交流电机工作原理单相交流电机是一种用来实现电能和机械能相互转换的旋转电磁机械。
下面贤集网我为大家介绍单相交流电机工作原理、正反转原理。
单相交流电机工作原理用单相电容式电机说明：单相电机有两个绕组，即起动绕组和运行绕组。
两个绕组在空间上相差90度。
在起动绕组上串联了一个容量较大的电容器，当运行绕组和起动绕组通过单相交流电时，由于电容器作用使起动绕组中的电流在时间上比运行绕组的电流超前90度角，先到达最大值。
在时间和空间上形成两个相同的脉冲磁场，使定子与转子之间的气隙中产生了一个旋转磁场，在旋转磁场的作用下，电机转子中产生感应电流，电流与旋转磁场互相作用产生电磁场转矩，使电机旋转起来。
220V交流单相电机起动方式大概分一下几种1、分相起动式，系由辅助起动绕组来辅助启动，其起动转矩不大。
运转速率大致保持定值。
主要应用于电风扇，空调风扇电动机，洗衣机等电机。
2、电机静止时离心开关是接通的，给电后起动电容参与起动工作，当转子转速达到额定值的70%至80%时离心开关便会自动跳开，起动电容完成任务，并被断开。
起动绕组不参与运行工作，而电动机以运行绕组线圈继续动作。
3、电机静止时离心开关是接通的，给电后起动电容参与起动工作，当转子转速达到额定值的70%至80%时离心开关便会自动跳开，起动电容完成任务，并被断开。
而运行电容串接到起动绕组参与运行工作。
这种接法一般用在空气压缩机，切割机，木工机床等负载大而不稳定的地方。
带有离心开关的电机，如果电机不能在很短时间内启动成功，那么绕组线圈将会很快烧毁。
电容值：双值电容电机，起动电容容量大，运行电容容量小，耐压一般大于400V。
正反转控制通常这种电机的起动绕组与运行绕组的电阻值是一样的，就是说电机的起动绕组与运行绕组是线径与线圈数完全一致的。
一般洗衣机用得到这种电机。
这种正反转控制方法简单，不用复杂的转换开关。
交流电机故障分析当前社会工业、农业生产和人们的日常生活都对动力源提出了新的要求，在全球化石能源日渐枯竭的今天，交流电机已成为最主要的动力输出设备，数量与应用范围越来越广。
单相异步电动机原理及正反转
单相异步电动机原理及正反转单相异步电动机是指用单相交流电源供电的异步电动机。
单相异步电动机具有结构简单、成本低廉、噪声小、使用方便、运行可靠等优点，因此广泛用于工业、农业、医疗和家用电器等方面，最常见于电风扇、洗衣机、电冰箱、空调等家用电器中。
但是单相异步电动机与同容量的三相异步电动机相比，体积较大，运行性能较差。
因此，单相异步电动机一般只制成小容量的电动机，功率从几瓦到几千瓦。
单相异步电动机在家用电器中的应用特别广泛，与人们的生活密切相关。
单行异步电动机的结构如下图：一、 单相异步电动机的工作原理和机械特性当单相正弦交流电通入定子单相绕组时，就会在绕组轴线方向上产生一个大小和方向交变的磁场，如图1所示。
这种磁场的空间位置不变，其幅值在时间上随交变电流按正弦规律变化，具有脉动特性，因此称为脉动磁场，如图2(a)所示。
可见，单相异步电动机中的磁场是一个脉动磁场，不同于三相异步电动机中的旋转磁场。
图1 单相交变磁场图3 单相异步电动机的机械特性(a)交变脉动磁场 (b)脉动磁场的分解图2 脉动磁场分解成两个方向相反的旋转磁场为了便于分析，这个脉动磁场可以分解为大小相等，方向相反的两个旋转磁场，如图2(b)所示。
它们分别在转子中感应出大小相等，方向相反的电动势和电流。
两个旋转磁场作用于笼型转子的导体中将产生两个方向相反的电磁转矩T + 和 T - ，合成后得到单相异步电动机的机械特性，如图3所示。
图中，T + 为正向转矩，由旋转磁场B m1产生；T -为反向转矩，由反向旋转磁场B m2产生，而T 为单相异步电动机的合成转矩。
从图3可知，单相异步电动机一相绕组通电的机械特性有如下特点：1．当n=0时， T + =T - ，合成转矩T=0。
即单相异步电动机的启动转矩为零，不能自行启动。
2．当n ＞0时，T ＞0；n ＜0时，T ＜0 。
即转向取决于初速度的方向。
当外力给转子一个正向的初速度后，就会继续正向旋转；而外力给转子一个反向的初速度时，电机就会反转。
单相无刷电机的控制系统设计
单相无刷电机的控制系统设计单相无刷电机是一种广泛应用于家电、工业设备和汽车等领域的电机类型，它具有体积小、效率高、转速稳定等优点，因此在各种领域中得到了广泛应用。
单相无刷电机的控制系统设计是非常重要的，它直接影响到电机的性能和稳定性。
本文将从电机的工作原理、控制系统的要求、控制算法的选择等方面进行分析和探讨，以期为单相无刷电机的控制系统设计提供一些参考。
一、单相无刷电机的工作原理单相无刷电机是一种采用电子换相技术来完成电机转子位置检测和换向控制的电机。
其工作原理如下：在电机固定部分安装一个霍尔传感器，用来检测电机转子的位置，然后通过控制器来控制电机的相序和相电流以实现电机的正常转动。
由于无刷电机不需要通过碳刷来实现换向，因此可以避免了碳刷磨损和火花，使得其具有更高的可靠性和使用寿命。
二、单相无刷电机控制系统的要求1. 速度控制：单相无刷电机通常需要实现精确的速度控制，因此控制系统需要具备较高的控制精度和响应速度。
2. 转矩控制：在一些应用场景中，需要对电机的输出转矩进行精确控制，因此控制系统需要具备良好的转矩控制能力。
3. 响应速度：控制系统需要能够快速响应外部控制信号，实现快速启动和停止。
4. 鲁棒性：控制系统需要具备一定的鲁棒性，能够在各种工作环境下稳定可靠地工作。
三、单相无刷电机控制系统的设计1. 控制器选择：针对单相无刷电机的控制系统，通常可以选择使用专门的电机控制器，也可以选择使用通用的运动控制芯片。
控制器需要具备相序控制功能、驱动电流控制功能以及霍尔传感器信号处理功能。
2. 控制算法选择：常用的单相无刷电机控制算法有霍尔传感器反馈算法、电压模式控制算法和磁场定向控制算法等。
具体选择哪种算法需要考虑电机的具体应用场景和性能要求。
3. 驱动电路设计：单相无刷电机的控制系统需要配合相应的功率放大电路来驱动电机，通常采用MOSFET功率放大电路来实现对电机的准确控制。
4. 信号处理：控制系统需要对霍尔传感器采集到的信号进行精确的处理，以获取准确的转子位置信息，并将其用于相序控制和换向算法的实现。
单相电机结构原理
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（二） 两相绕组通电时的机械特性
主辅绕 绕在空组 组电间磁 磁机相势 势内差FFA部9B轴轴0布°线线置电方方两角向向套度绕；组流称过之的为电主流绕相i 组差t1和9t02副°t绕3相组t4位，F。B这两FA套绕组在 t
对其产生的磁势进行分析：
FA+ F合成 FA- FB+ FB- t1时刻
吊扇单相异步电动机
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3
风扇单相异步电动机
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一、单相异步电动机的工作原理
（一）件ppt
5
脉振磁动势F可以分解 为两个转向相反、转速 相同、幅值相等的旋转 磁动势F+和F-
t1时
精选课件ppt
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一、单相异步电动机的工作原理
（一）运行绕组单独通电时的机械特性
匝数较少，导线截面
较小，与运行绕组相 比，电精选抗课件小ppt而电阻大
两相电位流差不同大相， 产因生而椭起圆动旋转转矩 磁不动大势，，只使能电用 动于机空能载够和自轻行载 起起动动的场合。
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（二） 电容分相单相异步电动机 1. 电容起动单相异步电动机
电容的大小合适 时，起动绕组的 电流位差接近900 电角度，这样可 使起动时电机中
短路环内由于感应 产生的电动势对应 的电流及磁通。
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F合成
FA-
FAF+ B+
FB-
F合成 FA+ FB+ FB- FA-
FB-
t3时精刻选课件ppt
FB+ FAF+A-
单相异步电动机的基本原理
单相异步电动机的基本原理一、单相异步电动机的结构单相异步电动机中，专用电机占有很大比例，它们的结构各有特点，形式繁多。
但就其共性而言，电动机的结构都由固定部分---定子、转动部分----转子、支撑部分---端盖和轴承等三大部分组成。
1、机座2、铁心3、绕组4、端盖5、轴承6、离心开关或起动继电器和PTC起动器7、铭牌1、机座机座结构随电动机冷却方式、防护型式、安装方式和用途而异。
按其材料分类，有铸铁、铸铝和钢板结构等几种。
铸铁机座，带有散热筋。
机座与端盖联接，用螺栓紧固。
铸铝机座一般不带有散热筋。
钢板结构机座，是由厚为1.5-2.5毫米的薄钢板卷制、焊接而成，再焊上钢板冲压件的底脚。
有的专用电动机的机座相当特殊，如电冰箱的电动机，它通常与压缩机一起装在一个密封的罐子里。
而洗衣机的电动机，包括甩干机的电动机，均无机座，端盖直接固定在定子铁心上。
2、铁心铁心包括定子铁心和转子铁心，作用与三相异步电动机一样，是用来构成电动机的磁路。
3、绕组单相异步电动机定子绕组常做成两相：主绕组（工作绕组）和副绕组（启动绕组）。
两种绕组的中轴线错开一定的电角度。
目的是为了改善启动性能和运行性能。
定子绕组多采用高强度聚脂漆包线绕制。
转子绕组一般采用笼型绕组。
常用铝压铸而成。
4、端盖相应于不同的机座材料、端盖也有铸铁件、铸铝件和钢板冲压件。
5、轴承轴承有滚珠轴承和含油轴承。
6、离心开关或起动继电器和PTC起动器（1）离心开关在单相异步电动机中，除了电容运转电动机外，在起动过程中，当转子转速达到同步转速的70%左右时，常借助于离心开关，切除单相电阻起动异步电动机和电容起动异步电动机的起动绕组，或切除电容起动及运转异步电动机的起动电容器。
离心开关一般安装在轴伸端盖的内侧。
（2）起动继电器有些电动机，如电冰箱电动机，由于它与压缩机组装在一起，并放在密封的罐子里，不便于安装离心开关，就用起动继电器代替。
继电器的吸铁线圈串联在主绕组回路中，起动时，主绕组电流很大，衔铁动作，使串联在副绕组回路中的动合触点闭合。
单相电机的设计
1.2 单相电动机的绕组
1 2 3 4 5 6
单相异步电动机的绕组主要是定子铁心上放置的两相绕组：主绕组和副绕组，2 个 绕组在定子内圆空间要互差 90 电度角，如果已知定子槽数 N 1 =16，极对数 p =2：
D D
1 单层同心式绕组的连接方法如绕组展开图 1-6
C
m'
a'
C
m
a
1
2
3
4 5
6
5
1.3 单相异步电动机的磁势
1.3.1 电机内一个整距线圈产生的磁势
如图所示电机定子槽内有一个整距线圈 AX，匝数为 W y 通入电流为 i y 它将在电机内 产生一个两极磁场。设其一时间，线圈中电流方向如图中所示，可以画出电机中磁力线 的分布。线圈的匝数 W y 愈多，电流 i y 愈大，电机内每极磁通量也就愈大。在电机内任 取一个磁力线回路来分析，如图中 abcd 回路，这个磁回路是由一段定子磁路 ab，一段 转子磁路 cd， 二段空气隙磁路 bc 和 da 组成。 根据磁路的全电流定律， 沿任一个磁回路， 各段磁路的磁位降之和应等于该磁路包围的全部安匝数，可用公式表示为
H L W
y
iy
(1-3)
式中： H 为各段磁路的平均磁场强度； L 为各段磁路的平均长度。
图 1-8 定子圆周内的磁势分布
可以看到， 在上图中定子内圆周上各处都有磁力线回路， 对于任何一个磁力线回路， 它们都象 abcd 回路那样， 每个回路包围一定的安匝数即磁动势， 每个回路都经过两次气 隙磁路中一次定子铁心，一次转子铁心。因为铁心的导磁率碧空气隙的导磁率大得多， 所以一段空气隙磁路的磁阻 R m 。比一段铁心磁路的磁阻 R m 要大得多，即 R m 0 》 R m 。为 了简化问题，我们可以忽略铁心磁路的磁阻 R m ，可以认为磁动势 W y i y 全部消耗在两个 空气隙磁路中，这时每个空气隙磁路消耗的磁势，即磁位降为 1 H L W y i y （1-4） 2 式中： H 为空气隙磁路的磁场强度； L 为空气防磁路酌长度。 对应于各个磁回路，可以计算出各个空气隙磁路所消耗的磁势，它们有可能相同， 有可能不同，视该回路包围的安匝数大小来确定。为了把通过定子内圆圆周上不同点的 磁力钱回路中所包围的安匝数，即气隙磁路所消耗的磁势形象地表示出来，我们可画出 如图 1-8 所示的磁势分布图。我们在定子内圆上先选一个坐标原点 0，经常把它设在线
单相电动机的电流波形和功率谱分析
单相电动机的电流波形和功率谱分析单相电动机是广泛应用于家庭和工业领域的电动机之一。
了解和分析单相电动机的电流波形和功率谱对于正确运行和故障排除至关重要。
在本文中，我们将深入探讨单相电动机的电流波形和功率谱分析。
一、单相电动机的工作原理单相电动机是利用交变电源生成的交流电流驱动的。
它主要由定子和转子组成。
当交流电源施加在定子上时，定子绕组会产生一个旋转磁场，与转子上的绕组相互作用，从而产生转矩使转子转动。
单相电动机通常具有起动电容器和运行电容器，起动电容器用于提供启动转矩，而运行电容器则用于提高效率和功率因数。
二、单相电动机的电流波形单相电动机的电流波形通常可以分为三个阶段：启动阶段、运行阶段和恢复阶段。
在启动阶段，电流的波形通常呈现出高峰值和大幅度的变化，这是由于起动电容的作用。
一旦电动机达到运行阶段，电流波形将会变得更加稳定，大致呈现类似正弦波的形状。
在恢复阶段，当电动机停止工作或受到额外负载时，电流波形将再次发生变化。
三、单相电动机的功率谱分析功率谱是指信号在频率域的分布情况。
对于单相电动机的功率谱分析，我们主要关注其基波、谐波和杂波等频率成分。
1. 基波：单相电动机的基波频率一般为电源频率，如50Hz或60Hz，它代表了电动机正常运行的主要频率成分。
基波幅值的大小反映了电动机的负载情况。
2. 谐波：谐波是频率是基波频率的整数倍的成分，它们是由于电动机的非线性负载或电源的不纯度引起的。
谐波会增加电动机的功率损耗，导致效率下降并可能引起其他问题，如噪音和振动。
3. 杂波：杂波是指频率不是基波频率的倍数的成分，它们可能是由于电动机运行过程中的故障、电源干扰或其他干扰引起的。
杂波的存在可能导致电动机运行不稳定或产生异常响声。
通过对单相电动机的功率谱分析，我们能够更好地了解电动机的性能和运行状况。
对于基波的监测可以帮助我们评估电动机的负载情况，而谐波和杂波的分析则有助于检测故障和干扰的存在。
四、电流波形和功率谱分析的应用电流波形和功率谱分析可用于以下方面：1. 故障检测：通过分析电流波形和功率谱，我们可以检测到电动机可能存在的故障，如绕组短路、轴承磨损或不平衡负载等。
交流多极单相电机工作原理
交流多极单相电机，通常指的是具有多个磁极的单相异步电动机。
由于单相电源无法产生旋转磁场，因此传统意义上的单相电机（如罩极电机或电阻启动分相式电机）难以自行启动和维持稳定的旋转状态。
然而有一种特殊设计的单相电机——电容启动运行单相电机（也称为capacitor-start capacitor-run motor 或CSCR 电机），通过添加启动和/或运行电容来模拟两相电源效果，实现自启动并保持稳定运转。
工作原理如下：
1. 启动阶段：
在电机内部，启动绕组与一个启动电容器串联后连接到电源。
这个启动电容在电路中引入了相位差，使得启动绕组产生的磁场相对于主绕组产生了90度左右的相位偏移，从而在电机气隙中形成了近似旋转的磁场。
2. 运行阶段：
启动后，有些电机将启动电容断开，仅由主绕组与运行电容（如果有的话）一起继续驱动电机运行；而某些电机则可能在整个运行期间都使用启动和运行电
容。
运行电容的作用是继续保持电机内部磁场的不对称性，以支持持续旋转。
3. 多极结构：
多极电机内部有多个对称分布的定子磁极和转子槽，这些设计有助于形成更均匀、连续的旋转磁场，提高电机的平稳性和扭矩输出能力。
总结来说，交流多极单相电机利用电容创造相位差，并结合多极磁场结构，克服了单相电源不能产生旋转磁场的问题，实现了电机的可靠启动和运行。
单相电机正反转原理
单相电机正反转原理单相电机是一种常见的电动机，它在工业生产和日常生活中都有着广泛的应用。
单相电机的正反转原理是指在不改变电机结构的情况下，通过控制电流的方向和大小，实现电机的正转和反转。
下面我们将详细介绍单相电机的正反转原理。
首先，我们需要了解单相电机的结构。
单相电机主要由定子、转子和电容器组成。
定子是固定不动的部分，转子是旋转的部分，而电容器则是用来产生相位差，从而使得电机能够产生旋转力。
在正常情况下，单相电机是通过交流电源来工作的，电流的方向和大小会影响电机的正反转。
在单相电机的正转过程中，首先需要将电流引入定子绕组，然后通过定子绕组产生的旋转磁场作用于转子上，从而使得转子产生转动力。
同时，电容器产生的相位差也会影响电流的方向和大小，进而影响电机的正转。
通过合理控制电流的方向和大小，可以实现电机的正转。
而在单相电机的反转过程中，需要改变电流的方向和大小，从而改变电机的旋转方向。
通常情况下，可以通过改变定子绕组的接线方式或者通过外部的控制器来实现电流的反向，从而使得电机产生反转力。
同时，电容器的相位差也需要相应地调整，以适应电机的反转。
总的来说，单相电机的正反转原理主要是通过控制电流的方向和大小来实现的。
通过合理地控制电流和相位差，可以实现电机的正转和反转，从而满足不同工作场合的需要。
在实际应用中，我们可以根据具体的情况选择合适的控制方法，以实现电机的正反转功能。
综上所述，单相电机的正反转原理是通过控制电流的方向和大小来实现的，同时也需要合理地调整电容器的相位差。
这样才能够确保电机在工作时能够实现正反转功能，从而满足不同场合的需要。
希望通过本文的介绍，可以让大家对单相电机的正反转原理有更深入的了解。
单相异步电动机ppt课件
图 串电抗器调速接线图
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。
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。
工作原理
为了能产生旋转磁场，利用启动绕组中串联电容实现分相，其接线原理如图（a）所示。只要合理选择参数便能使工作绕组中的电流 与启动绕组中的电流 相位相差90°，如图（b）所示。 设 则
工作原理
分相后两相电波形如图所示。 设 则 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
图 两相旋转磁场
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
与三相异步电动机相似，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。
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。
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。
结构
单相异步电动机结构图
结构
单相异步电动机结构图
单相永磁电机原理
单相永磁电机原理一、单相永磁电机的结构特点单相永磁电机由定子、转子、永磁体等部件组成。
其定子上布置有线圈，通过交流电源输入电能，产生旋转磁场。
而转子则采用凸极构造，与定子旋转磁场相互作用，产生转矩，实现机械能输出。
永磁体则是单相永磁电机的关键组成部分，其材料一般为钕铁硼或硬质合金。
在电机工作时，永磁体的磁场与定子线圈中的旋转磁场相互作用，使电机产生转矩，实现机械能的转换，因此永磁体的选用和设计对电机的性能影响极大。
二、单相永磁电机的工作原理1. 定子线圈通电产生旋转磁场单相永磁电机通过单相交流电源输入电能，使定子上布置的线圈通电，产生旋转磁场。
这个旋转磁场的方向和大小受到输入电流大小和频率的影响。
2. 永磁体与旋转磁场相互作用由于永磁体中已有恒定的磁场，因此当旋转磁场与永磁体的磁场相互作用时，会在转子上产生转矩。
这个转矩大小与永磁体的磁场强度和转子的凸极结构有关，因此永磁体的设计和制造对单相永磁电机性能的影响非常大。
3. 机械能输出当永磁体和定子线圈之间的相互作用产生转矩时，转子会随之转动，最终实现输入电能的转化为机械能输出。
在整个转动过程中，由于永磁体的存在，单相永磁电机具有高效、高性能的特点，在各个领域中都得到了广泛的应用。
三、单相永磁电机在各领域的应用情况单相永磁电机在绿色环保、新能源、交通运输、机械制造等多个领域得到了应用，具有高效、能耗低等优点。
其中，家用电器中的空调、电风扇、净化器等产品中广泛采用单相永磁电机，实现了产品高效、低噪音、长寿命等特点。
此外，在新能源汽车和燃料电池领域，单相永磁电机也被广泛应用，实现了绿色环保的理念。
【结论】本文详细介绍了单相永磁电机的结构特点和工作原理，并分析了其在各个领域中的应用情况。
单相永磁电机具有高效、能耗低等优点，在未来的发展中也将继续得到广泛应用。
单相异步电动机的工作原理
单相异步电动机的工作原理一、引言单相异步电动机是一种常见的电动机类型，广泛应用于家用电器、小型机械设备等领域。
了解单相异步电动机的工作原理对于正确使用和维护电动机至关重要。
本文将详细介绍单相异步电动机的工作原理及其相关知识。
二、单相异步电动机的构造单相异步电动机由定子、转子、端盖、轴承和外壳等部分组成。
定子是电动机的固定部分，由若干个绕组和铁心组成。
转子是电动机的旋转部分，通常由铜制的导体组成。
端盖用于固定转子和定子，轴承支撑转子的旋转。
外壳则起到保护电动机内部零部件的作用。
三、单相异步电动机的工作原理1. 单相异步电动机的启动单相异步电动机通常需要通过启动装置来实现启动。
常见的启动装置有启动电容器和启动电阻。
在启动过程中，启动电容器或启动电阻会提供额外的相位差，使得电动机能够启动。
2. 单相异步电动机的工作原理单相异步电动机的工作原理基于电磁感应现象。
当外部电源通电时，定子绕组中产生的磁场与转子中的磁场相互作用，产生转矩，使得转子开始旋转。
定子绕组中的电流由电源提供，通过电流与磁场的相互作用，产生旋转磁场。
转子中的铜导体在旋转磁场的作用下，感应出涡流，涡流产生的磁场与定子磁场相互作用，产生转矩，推动转子继续旋转。
3. 单相异步电动机的工作原理分析在单相异步电动机的工作过程中，转子始终追随着旋转磁场的变化而旋转，但由于转子只有一个绕组，无法形成旋转磁场，因此无法实现自启动。
为了解决这个问题，通常采用启动装置来提供额外的相位差，使得电动机能够启动。
四、单相异步电动机的特点1. 启动困难：由于单相异步电动机无法自启动，需要通过启动装置来实现启动，因此启动相对困难。
2. 功率较小：单相异步电动机的功率通常较小，适用于一些家用电器和小型机械设备。
3. 运行稳定：单相异步电动机在正常运行时，具有较好的运行稳定性，能够满足一般工作需求。
五、单相异步电动机的应用领域单相异步电动机广泛应用于家用电器、小型机械设备等领域，如空调、洗衣机、风扇、泵等。
单相电机运行原理
单相电机是一种常见的电动机类型，它通常用于家用电器、小型机械设备和办公设备等领域。
单相电机的运行原理基于电流产生的磁场与磁场产生的力之间的相互作用。
单相电机通常由一个定子（也称为主绕组）和一个转子组成。
定子上有一个较大的主磁极和一个较小的辅助磁极，而转子则是由铜或铝制成的导体绕组。
当电机接通电源时，通过定子绕组流过交流电流。
根据楞次定律，电流在绕组中会产生磁场。
主磁极和辅助磁极的磁场相互作用，形成一个旋转的磁场。
这个旋转磁场切割转子绕组中的导体，引发感应电流。
根据法拉第电磁感应定律，感应电流会在转子上产生一个磁场。
由于磁场的相互作用，转子会受到一个力的作用，使其开始旋转。
然而，由于单相电源提供的是交流电，只有一个方向的力无法使电机持续旋转。
为了解决这个问题，单相电机通常采用了一些附加的元件，如起动电容器和启动绕组。
这些元件可以产生一个初始的相位差，使得转子能够启动并保持旋转。
总结起来，单相电机的运行原理是利用交流电在定子绕组中产生磁场，并通过磁场与转子绕组中感应电流的相互作用，使转子开始旋转。
通过附加元件的帮助，单相电机可以实现起动和持续运转。
1。
单相电机及常规计算
单相电机及常规计算单相电机是一种使用交流电源驱动的电动机，广泛应用于家庭、商业和工业领域。
本文将详细介绍单相电机的工作原理、常规计算方法和一些相关的概念。
一、单相电机的工作原理单相电机的工作原理基于一个重要的概念，即“旋转磁场”。
它通过在电机内部的线圈中施加交流电，产生一个旋转的磁场，从而使得电机的转子转动。
单相电机通常由定子和转子两部分组成。
定子是由若干绕组和铁芯组成的，绕组上通有交流电。
转子则由永磁体或者是电磁铁芯构成。
当通电时，定子上的绕组会产生一个交流电磁场，引起转子上的永磁体或电磁铁芯受力，并因此而旋转。
然而，单相电源只能提供一个方向的交流电流，这样只能在一个方向上生成磁场，难以实现转子的连续旋转。
为了解决这个问题，单相电机通常采用附加开关（也称为启动电容器或启动线圈）的设计。
附加开关是一个电容器或线圈，与主要绕组并联连接。
它可以在启动时帮助创建一个次要磁场，使得转子能够起初运转。
当电机接通电源时，附加开关会通过改变电压和电流的相位关系将初期的次要磁场转换为旋转磁场，从而使转子连续旋转。
二、单相电机的常规计算1.功率计算：单相电机的功率可以通过以下公式进行计算：功率（W）=电流（A）×电压（V）×功率因数2.转速计算：单相电机的转速可以通过以下公式进行计算：转速（rpm）= 120 × 频率（Hz）/ 极数3.转矩计算：单相电机的转矩可以通过以下公式进行计算：转矩（Nm）= 功率（W）/ 2π × 转速（rpm）4.效率计算：单相电机的效率可以通过以下公式进行计算：效率（%）=输出功率（W）/输入功率（W）×100%5.电流计算：单相电机的电流可以通过以下公式进行计算：电流（A）=功率（W）/电压（V）/功率因数三、单相电机常用的概念1.功率因数：表示电机在工作过程中消耗的有用功率与总功率之比。
功率因数一般介于0和1之间，理想情况下为12.频率：表示交流电每秒钟的周期数，单位为赫兹（Hz）。
单相感应电动机的电磁噪音和振动分析
单相感应电动机的电磁噪音和振动分析电机是现代工业中常用的动力设备之一，广泛应用于各个领域。
然而，单相感应电动机在运行过程中产生的电磁噪音和振动问题一直备受关注。
本文将对单相感应电动机的电磁噪音和振动进行分析，探讨其原因以及可能的解决方法。
首先，我们需要了解单相感应电动机的基本结构和工作原理。
单相感应电动机由定子和转子两部分组成。
定子上绕有主绕组和辅助绕组，主绕组接在交流电源上，辅助绕组通过电容器与主绕组相位差90度。
当电机通电时，交流电流通过主绕组产生旋转磁场，这个旋转磁场作用在转子上，从而使电动机产生转矩，实现转子的旋转。
然而，单相感应电动机的结构和工作原理也给其带来了一些问题。
首先，由于单相感应电动机只有一个主磁场，无法形成一个旋转磁场，因此，电机会产生剧烈的振动。
其次，由于定子绕组的磁场变化频率较高，容易引起感应电磁噪音。
此外，转子的不对称性也会导致电机的不平衡振动和噪音。
要解决单相感应电动机的电磁噪音和振动问题，首先需要考虑定子绕组的设计。
合理的绕组结构可以减少磁场变化的频率，从而降低感应电磁噪音。
此外，增加绕组的绝缘层厚度和使用高质量的绝缘材料也能有效减少感应电磁噪音的产生。
其次，对转子结构进行优化也是降低振动和噪音的重要方法。
加强转子的平衡性设计，确保转子的重量均匀分布，可以减少电机的不平衡振动和噪音。
此外，采用高品质的转子材料，减少转子受力不均匀引起的振动问题。
进一步，对电机的减震和隔音措施也是解决噪音和振动问题的有效方法。
在电机安装过程中，可以在电机底座和地面之间增加减震垫，减少电机与地面的直接接触，从而降低振动传递和噪音产生。
此外，可以在电机壳体内部增加吸音材料，阻止噪音的传递和扩散。
最后，定期维护和保养电机也是保证其正常运行和降低噪音和振动的重要手段。
定期清洁电机内部和外部的杂物和灰尘，确保电机正常运行。
同时，及时更换老化和损坏的零部件，修复漏油和松动的连接件，可以延长电机的使用寿命，并减少噪音和振动问题。
单相永磁同步发电机的结构原理和运行特性分析
收稿日期:2020-07-25作者简介:王爱元(1968 ),男,教授,博士,主要研究方向为电磁场计算分析㊁电动机节能㊁新型电机及其控制,E -m a i l :w a n g a y @s d ju .e d u .c n 文章编号 2095-0020(2020)05-0286-06单相永磁同步发电机的结构原理和运行特性分析王爱元(上海电机学院电气学院,上海201306)摘 要 近年来单相永磁同步发电机在新能源发电系统中有一定的应用,阐述了单相永磁同步发电机的结构原理和输出特性,运用相量图理论分析了移相电容的选取,在并网运行和接入不同功率因数负载的独立运行两种运行状态下,对发电机的输出电流㊁输出功率㊁效率㊁输出电压㊁移相电容等运行特性进行了仿真分析,并与三相同步发电机进行了性能比较,研究对相同类型的发电机设计和运行有一定的指导意义,推动了单相永磁同步发电机的工程应用㊂关键词 单相永磁同步发电机;移相电容;相量图;并网运行;独立运行中图分类号 T M 34文献标志码 AS t r u c t u r a l p r i n c i p l e a n d o p e r a t i n g c h a r a c t e r i s t i c a n a l ys i s o f s i n g l e -p h a s e p e r m a n e n t -m a g n e t s yn c h r o n o u s g e n e r a t o r W A N G A i yu a n (S c h o o l o f E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g ,S h a n g h a i D i a n j i U n i v e r s i t y ,S h a n gh a i 201306,C h i n a )A b s t r a c t T h e s i n g l e -p h a s e p e r m a n e n t -m a g n e t s yn c h r o n o u s g e n e r a t o r h a s a c h i e v e d g r e a t a p p l i c a t i o n s i n s u s t a i n a b l e e n e r g y g e n e r a t i o n s y s t e m s i n t h e r e c e n t y e a r s .T h e p a pe r e l a b o r a t e s t h e s t r u c t u r a l p r i n c i p l e a n d t h e o u t p u t of t h eg e n e r a t o r .B y th e t h e o r y o f p h a s o r di a gr a m ,t h e p h a s e -s h i f t i n g c a p a c i t a n c e c a n b e s e l e c t e d a c c o r d i n g l y b y t h e r a t e d c u r r e n t .F i n a l l y ,t h e o p e r a t i n gc h a r a c t e r i s t i c s ,s u c h a s t h e o u t p u t c u r r e n t ,p o w e r ,e f f i c i e n c y ,a nd o u t p u t v o l t a ge ,h a v e b e e n c a l c u l a t e d a n d s i m u l a t e d b y t h e t i m e s t e p p i n gf i n i t e e l e m e n t a n a l y s i s m o d e l -c o u pl e d c i r c u i t f i e l d o pe r a t e d a t t h e g r i d c o n n e c t e d s t a t e a n d t h e s t a n d -a l o n e s t a t e w i t h d if f e r e n t p o w e r f a c t o r s .T h e p e r f o r m a n c e o f o p e r a t i ng e f f i c i e n c y i s c o m p a r e d w i th t h a t o f t h e t h r e e -p h a s e s yn c h r o n o u s g e n e r a t o r .T h e r e s e a r c h h a s a c e r t a i n g u i d i n g s i g n i f i c a n c e f o r t h e d e s i g n a n d o p e r a t i n g of t h e s a m e t y p e o fg e n e r a t o r s ,a n d p r o m o t e s th e e n gi n e e r i n g a p p l i c a t i o n o f t h e s i n g l e -p h a s e p e r m a n e n t -m a gn e t s yn c h r o n o u s g e n e r a t o r s .K e y wo r d s s i n g l e -p h a s e p e r m a n e n t -m a g n e t s y n c h r o n o u s g e n e r a t o r ;p h a s e -s h i f t i n g c a p a c i t a n c e ;p h a s o r d i a g r a m ;g r i d -c o n n e c t i n g o p e r a t i o n ;s t a n d -a l o n e o pe r a t i o n第23卷第5期2020年上海电机学院学报J O U R N A L O F S H A N G H A I D I A N J I U N I V E R S I T YV o l .23N o .52020在边远山区㊁海岛㊁草原牧场等三相电网无法达到的地区采用单相交流发电机有一定技术优势,由于大部分民用电器使用单相交流电,采用单相交流发电机可以免去三相交流供电的不平衡,以及三相交流电经整流逆变成单相交流电时的装置和损耗㊂野外作业㊁应急救援㊁海洋工程等对单相交流发电机也有一定的需求㊂与三相交流电动机相比较,单相交流电动机效率低,功率因数㊁起动性能差,因此,目前的工程应用局限于民用㊁医疗等领域的小功率的单相异步电动机㊂单相交流电动机的设计是电机领域的一项热门研究课题,尤其是小容量的单相交流发电机,在独立运行的可再生能源发电领域获得了广泛研究㊂由于单相自激式异步发电机造价低㊁坚固耐用的优点,已有一定的应用㊂文献[1-8]提出了单相自激式异步发电机的结构,并从设计㊁运行分析㊁电负载控制㊁高效率运行等多个角度进行了大量研究㊂文献[9]采用光伏电池给发电机提供可变的励磁,使离网运行的单相异步发电机能够宽速运行㊂文献[10]研究了三相异步电动机应用于单相异步发电机的动态模型㊂文献[11]研究了应用于混合微电网的单相自激式异步发电机的调压调频自适应控制㊂文献[12]对提高单相异步发电机的供电质量进行了研究㊂A b u-E l h a i j a等[13]提出了一种单相自激式磁阻发电机,以及转速波动和负载变化时最小辅助电容的确定方法㊂近十几年来随着永磁材料的开发应用也有单相永磁同步发电机的研究[14-18],单相永磁同步发电机具有效率高㊁功率因数高㊁电压调整率低等优势,有广阔的应用前景㊂本文阐述了单相永磁同步发电机的结构原理和输出特性,通过分析电机的相量图对移相电容进行选择,合理分配两相绕组的功率㊂最后通过场路耦合有限元方法计算了输出电流㊁输出功率㊁效率等运行特性,分并网和接入不同功率因数负载的独立运行两种方式分析了移相电容㊁效率㊁固有电压调整率等性能指标,与三相同步发电机的相关性能做了比较,说明其优势和适用范围㊂1单相永磁同步发电机的结构原理单相电机通常指单相异步电动机,定子上有起动绕组和运行绕组,起动绕组主要应用于电机的起动阶段,产生旋转磁场,两相绕组空间相差90ʎ电角度,但结构上不对称,运行绕组占有2/3的槽数,起动绕组与电容串联后再与运行绕组并联㊂工作原理同一般的三相永磁同步发电机,单相永磁同步发电机的转子装设永磁体产生电机内的主磁场,在原动机的作用下,定子绕组切割转子的旋转磁场产生电动势,并向外输出电功率㊂单相永磁同步发电机不存在起动问题,转子上的永磁体产生旋转磁场,如果只采用一相绕组输出电功率,电枢绕组产生脉振磁场,振动加剧,电机的转矩/功率密度下降,因此,发电机通常采用两相对称的正交绕组,减少振动,提高了转矩/功率密度,也利于散热㊂单相永磁同步发电机的转子结构与三相永磁同步发电机相同㊂图1为表贴式的单相永磁同步发电机定子绕组轴向排列图,电机为8极48槽㊂图1单相永磁同步发电机定子绕组轴向排列理论上三相交流电动机的输入输出不含3次和3的倍数次谐波,最低次数谐波为5次㊂不同于三相交流电动机,单相永磁同步发电机含有3次和3的倍数次谐波,对电机的输出波形影响大,因此,通过短距绕组或分布绕组设计消除3次和5次谐波㊂单相永磁同步发电机的两相对称正交绕组输出的电动势波形相位差为90ʎ,要输出单相交流电功率,其中,输出相位滞后的绕组串联电容后再与超前相绕组并联,相量图如图2所示㊂图2中忽略7822020年第5期王爱元:单相永磁同步发电机的结构原理和运行特性分析了绕组的电阻压降,B相绕组电动势滞后A相绕组90ʎ,̇E0A㊁̇E0B分别为A㊁B两相绕组的电动势, U㊃x A㊁U㊃x B分别为A㊁B两相绕组的同步电抗压降, U㊃C为移相电容两端的电压降,U㊃o为发电机输出电压㊂图2忽略了绕组电阻压降的相量图考虑到绕组的散热和发电机的运行平衡,移相电容的选择应确保两相绕组负载时的电流相等,即I A=I B,因此,移相电容为C=I BωU C(1)式中:ω为交流电的角频率;U C为移相电容两端的电压㊂当U C=2U N㊁I B=I N/1.7时,由式(1)求出移相电容的最大容量㊂根据式(1)B相绕组中的电流随发电机负载的变化而变化,为减小发电机的振动和高效率运行,接入移相电容的容量随发电机负载变化,才能保证I A=I B㊂工程中可配置一组不同容量的电容并联在一起,并联电容的总容量为发电机额定负载时对应的电容容量,根据发电机负载的变化接入不同容量的电容㊂当发电机接近空载运行时,接入最小电容,其他电容切除㊂2发电机运行特性的仿真分析发电机的运行分为并网运行和独立运行两种情况㊂两种运行方式下根据负载电流的变化,通过实时调节B相绕组串入电容的大小,使两相绕组电流大小相等,发电机内部的电枢反应磁场近似工作在对称状态,有利于电机的散热㊁减少振动噪声并提高效率㊂本文通过有限元仿真计算了额定功率为10k W㊁额定电压为220V㊁频率为50H z的发电机在两种运行状态下的特性,发电机主要参数如表1所示㊂表1发电机的主要设计参数2.1并网运行时的特性当接入单相电网时,电网的容量相对于单台发电机的容量足够大,电网为220V㊁50H z交流电,功率因数由电网的负载决定㊂随着输入机械功率的增大,发电机内部功率角增大,输出的电功率随之发生相应变化㊂图3为发电机输出功率发生变化时,输出电流㊁移相电容㊁效率和功率因数的变化曲线㊂图3并网时发电机的运行特性882上海电机学院学报2020年第5期图3(a)表明,输出电流和移相电容随输出功率的增大而线性增大,根据这一特性,发电机实际运行时可根据输出电流的大小自动切换调节接入到绕组B 中的电容,保持发电机的高效率㊁低噪声振动运行㊂图3(b)表明,发电机的功率因数随输出功率的增大而增大,与三相同步发电机基本相同;发电机效率随输出功率的增大先上升后减小,这是由于发电机接近空载时空载机械损耗占比较大㊁效率低,发电机轻载时输出功率为0.1~0.3P N,有一定的输出功率,效率高达93.5%,随着输出功率的进一步增大,电流增大,由于两相绕组中电流相位不等于90ʎ,电枢反应磁场为不对称的,发电机的损耗增大㊁效率下降,不同于三相同步发电机,在额定输出功率时效率为89.5%,不是最高的㊂2.2独立运行时的特性独立运行时发电机给负载直接供电,通过一定的装置控制发电机的转速恒定,输出交流电的频率保持为50H z,发电机的输出功率和输出电压随负载的变化而变化,负载的功率因数基本不变㊂独立运行时一般要求发电机的输出功率大㊁电压调整率低㊁效率高㊂由于发电机的B相绕组串联电容,当接入容性功率因数的负载时,两相绕组中电流相位差大于90ʎ,绕组之间的环流增大,输出电流下降,发电机效率下降,因此,发电机不适合容性功率因数的负载供电㊂如果需要容性功率因数的负载供电可采用单绕组供电的方式,但发电机的容量下降㊁振动加剧㊂表2为发电机接入功率因数为0.8的容性负载单相绕组输出时运行特性,表明随着负载阻抗的表2容性负载功率因数为0.8时独立运行发电机的特性Z L/ΩP2/k W I o u t/Aη/%U o u t/V 1080.372.097.5227.6 1040.402.297.3227.8 560.754.096.9228.9 331.286.996.3230.5 202.1511.595.3232.7 152.9115.495.4234.3 123.6819.393.7235.5 94.9625.992.4236.8降低,输出电流增大㊁输出功率增大㊁效率下降,同并网运行时发电机的运行特性;而输出电压增大,同同步发电机的输出电压特性,固有电压调整率为4.39%㊂表3~5分别为负载的功率因数为1㊁0.97(感性)和0.8(感性)时独立运行发电机的特性,表明随着负载阻抗的降低,输出功率㊁串联电容和输出电流增大,效率下降㊂同并网运行时发电机的特性,电容随输出电流线性增大,因此实际运行时可以根据输出电流实时调节移相电容的容量㊂负载功率因数为1时输出电压增大,负载功率因数为0.8时输出电压下降,而负载功率因数为0.97时输出电压基本不变㊂表3负载功率因数为1时独立运行发电机的特性Z L/ΩP2/k W C/μF I o u t/Aη/%U o u t/V 53.10.99314.392.6229.0 47.21.12354.992.6229.4 24.72.18659.492.4232.0 15.43.6210515.491.5235.2 12.04.7414019.990.4238.4 9.36.2418025.989.5240.9 7.87.6322037.388.5243.9 6.19.8027040.187.7244.8表4感性负载功率因数为0.97时独立运行发电机的特性Z L/ΩP2/k W C/μF I o u t/Aη/%U o u t/V 42.51.16315.394.4226.2 37.41.32356.094.5226.3 21.32.426510.893.8227.8 13.23.9210517.592.9228.4 9.55.3914024.192.2227.6 7.46.9218031.091.4227.1 6.28.3022037.090.4226.6 5.010.0126545.489.5225.0图4为3种不同感性负载功率因数运行时,效率和输出电压随输出功率变化的比较㊂当负载功率因数为0.97时,发电机满载运行的效率高,输出功率较大,并且输出电压基本不变,固有电压调整9822020年第5期王爱元:单相永磁同步发电机的结构原理和运行特性分析表5感性负载功率因数为0.8时独立运行发电机的特性Z L/ΩP2/k W C/μF I o u t/Aη/%U o u t/V 35.01.12316.295.6221.9 31.01.25357.095.6221.416.72.256512.895.0217.5 10.03.5510520.893.8211.5 7.44.5714027.592.8206.5 5.55.7218035.691.6199.2 4.36.7622043.890.4191.5 3.47.7726552.888.8182.7率为3%;当负载功率因数为1和0.8时,发电机满载运行的效率低,输出电压变化较大,固有电压调整率分别为-10.6%和20.9%㊂因此,发电机比较适合功率因数为0.97的感性负载㊂图4独立运行的发电机的输出特性3结论本文对单相永磁同步发电机的结构原理进行了研究,分析了发电机并网运行和独立运行时的运行特性,得出以下结论:(1)两相绕组电机的3次和5次谐波比较严重,通过合理设计绕组消除低次谐波; (2)根据输出功率调整移相电容的容量,确保两相绕组电流相等,发电机近似运行在对称状态;(3)不同于三相同步发电机,由于不对称的电枢反应磁场,随着负载的增大,效率下降; (4)对于容性功率因数的负载,发电机采用单相绕组供电㊂单相永磁同步发电机更适合接入阻性或感性功率因数的负载,具有效率高㊁固有电压调整率低的优越性能,未来的工作是推进单相永磁同步发电机的工程化和产品化㊂参考文献[1] M U R T H Y S S,S I N G H B,S A N D E E P V.E x p e r i-e n c e i n d e v e l o p i n g a s i n g l e-p h a s e t w o w i n d i n g5k Ws e l f-e x c i t e d i n d u c t i o n g e n e r a t o r f o r o f f-g r i d r e n e w-a b l e e n e r g y b a s e d p o w e r g e n e r a t i o n[J].J o u r n a l o ft h e I n s t i t u t i o n o f E n g i n e e r s(I n d i a):S e r i e s B,2016,97(2):127-137.[2] M U R T H Y S S,S I N G H B,S A N D E E P V.D e s i g n-b a s e dc o m p u t a t i o n a l p r o c ed u ref o r p e r f o r m a n c e p r e-d i c t i o n a n d a n a l y s i s o f s i n g l e-p h a se s e l f-e x c i t e d i n-d u c t i o n ge n e r a t o r[J].I E T E l e c t r i c P o w e r A p p l i c a-t i o n s,2013,7(6):47-48.[3] K A L L A U K,S I N G H B,M U R T H Y S S.M o d i f i e de l e c t r o 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单相电机的结构与原理分析
摘要随着法拉第电磁感应技术、超大规模集成电路技术及电气工程自动控制理论的发展,单相电机在工业和生活中有着极其广泛的应用,本文详细介绍单相电机的结构和原理及类别分析。
关键词单相电机，电动机。
1引言
电动机是将能量转化为机械的一种装置，它将能量转化为机械的。
它主要由一个定子绕组，用于产生磁场，或分布在一个定子组中的电磁铁绕组或转子所构成。
利用电线圈产生旋转磁场，并在转子中产生磁电力旋转扭矩，在电流的作用下产生磁场，使电机转动。
单相电机( singlephase machine )指的是由220 v 交流电源提供的异步电机。
2单相电机的结构
单相电机主要由:端盖、定子、转子、电源接线、机壳、轴承组成。
电机定子包括三个部分：定子铁芯，定子绕组，机座上装有成对直流励磁主磁极，定子的主要功能是产生旋转磁场，而在旋转的磁场被电力线割断，从而产生输出电流。
电机包括转子部分和定子两个部分，它们是用于实现转子部分和机械部件的电能转换设备。
3单相电机分类
单相电机分为两大类，即分相和罩极式，理论上说，让单相电机在两套绕组之间流过的交流电流存在一定相位差，并使两个空间中已错过一定角度的磁势或磁通之间存在一定相位差，就可以解决开机问题。
3.1分相式单相电机
分相式单相电机利用电容或电阻串启动绕组起到移相作用,使启动绕组和工作绕组的电流相位错开。
(1)电容分相单相电机
图( a )显示的是电容单相相电机原理连接线路。
由于电容移相的作用更为明显，只要将电容串人大小相当(一般为20~ 50μf )，两个绕组之间的电流相差接近90°，这时合成磁场与圆形旋转磁场相近，因此启动转矩较大的电容同时起启动。
这种单相电机的应用很广泛，启动后根据需要可以保留(即电容操作的电机)，或
切除(即称为开关电机，由置于该电机内的离心开关来执行)。
如果要改变电机转向，只需对任意绕组出线端进行调整即可，此时两个绕组之间的电流相关系是反对的。
(2)电阻分相单相电机
这种电机启动绕组匝数少、导线细,与运行绕组相比电抗小、电阻大。
采用电阻分相启动时,启动绕组电流超前于运行绕组,合成磁场为椭圆度较大的卵形旋转磁场,启动转矩小,仅用于空载或轻载局面,应用较少。
电阻分相式单相电机的启动绕组一般按短时工作设计,启动后由离心开关切除,由工作绕组维持运行。
图(b)所示为电阻分相单相电机的原理接线。
3.2罩极式单相电机
将定子磁极的一部分嵌放短路铜环或短路线圈(组)就构成了罩极式单相电机。
当定子绕组通通以单相交流电流时，由其产生的脉振磁场中大部分通过气隙直接与转子相连，另有一小部分通过罩极铜环产生感应磁通，并与其合成后通过气隙进入转子磁路。
根据楞次定律，感应磁通始终阻碍了原磁通变化，而感应磁通则落后于原磁通的相位。
这样，就有两个磁通在空间中错开了一定的角度，并且有一些相位差，合成的磁场就是一种椭圆型旋转的磁场。
罩极式电机旋转方向由未盖极部分的罩极转向，其功率较低，启动旋转矩小，结构简单，价格便宜。
罩极电机通常用于鼓风机、电扇等小型电机的使用。
4工作原理
当单相正弦电流经过定子绕组后，电机产生了一个交变磁场，这个电机的强度和方向在时間上随正弦的规律而变化，但在空间方向上是固定的，因此又称该磁场为交变脉动的磁场。
这个交变脉动磁场可以分解成两个旋转的磁场，它们以相同的旋转速度和相反的方向，当转子停止时，这两个旋转的磁场产生了一个大小相同、方向相反的矩，使合成的磁场为零，因此电机不能旋转。
当我们利用外力将电动机旋转到某一方向(如顺时针方向旋转)，这时在顺时针方向的转子和旋转磁场之间的切割磁线运动会变小；转子和逆时针旋转的磁场之间，切割出的磁力线的运动会变大。
这样的平衡会被打破，转子产生的电磁矩不再是零，转子会顺着推进方向旋转。
为了使单相电机自动旋转，我们在定子内加上起动绕组，与主绕组相差90度，起动绕组应串接合适的电容，使与主绕组相差近似90度，这样在时间上两个相差90度的电流就会通入空间中相差90度，两个相差1990度的绕组将在空间中相差90度，从而使两个绕组能够在空间中相差。
间部产生旋转(两个相)磁场，在这种旋转磁场的感应下，转子可以自动启动，起始后，待转速上升到某一值时，借助于安装在转子上的离心开关或其它自动控制设备，将起动绕组切断，在正常工作中只有一个主绕组。
因此，起动绕组可作短时工作的方式。
但是，有
很多情况下，起动绕组不断地打开，我们把这种电机称为单相电机，要改变它的转向，只需将辅助绕组接线的端头改变方向。
5启动方式
220 V交流单相电机启动方式:
第一个，分相启动，是通过辅助开始绕组进行启动的.它不会产生转矩。
运行速度基本保持正常。
主要用于电机、空调、洗衣机等电动机的制造。
第二个，电机在处于静止工作电态下离心控制开关自动接通，在自动给机供电之后由被启动的离心电容直接参与自动开机时的工作，当电机转子的转动旋速已经达到一定质量值70%至80%的速度时候，离心控制开关就开机会自动停止跳出，启动后的电容直接完成开机任务并被自动切断。
启动时的绕流机组未同时参与电机工作但是当电机继续运动时并绕过一圈使该线圈仍在运行工作，然后电机启动。
第三个，电机在处于静止工作电态下离心控制开关自动接通，在自动给机供电之后由被启动的离心电容直接参与自动开机时的工作，当电机转子的转动旋速已经达到一定质量值70%至80%的速度时候，离心控制开关就开机会自动停止跳出，启动后的电容直接完成开机任务并被自动切断。
而开始运行的每个电容器字串则连接到一个开始绕组上来进行开始运作。
带有全离心式启动开关的柴油电机，如果机组不能很短的工作时间完全启动，那么它围绕在机组内的线圈就可能会很快被烧毁。
6结论
家用电器的发展和工业大量生产促进单相电机的迅速发展,单相电机设计成本低,装配结构拆卸简单,适合于大批量生产。
总之,单相电机在生产生活上的应用非常广泛,学习单相电机的结构和工作原理也很容易,该技术也可以用在可持续发展的除草机,喷洒农药机等农业生产方面,提高农业生产的效率,单相电机技术在电机学领域会有更加广阔的前景。
参考文献(References)
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