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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。
授课教师：陈爱敏一、单相异步电动机的工作原理1、脉动磁场的分解和合成在三相异步电动机中曾讲到，向三相绕组通人三相对称交流电，则在定子与转子的气隙中会产生旋转磁场。
当电源一相断开时，电动机就成了单相运行（也称为两相运行），气隙中产生的是脉动磁场。
单相异步电动机工作绕组通人单相交流电时，产生的也是一个脉动磁场，脉动磁场的磁通大小随电流瞬时值的变化而变化，但磁场的轴线空间位置不变，因此磁场不会旋转，当然也不会产生启动力矩。
但这个磁场可以用矢量分解的方法分成两个大小相等（B1 = B2）、旋转方向相反的旋转磁场。
两个正、反向旋转的磁场就合成了时间上随正弦交流电变化的脉动磁场。
a)单相电动机工作绕组的脉动磁场b)脉动磁场的分解图7—1单相脉动磁场及其分解2、单相异步电动机的工作原理脉动磁场分解成两个大小相等（B1=B2）旋转方向相反的旋转磁场，这两个旋转磁场产生的转矩曲线如图T是顺时针旋转磁7—2中的两条虚线所示。
转矩曲线1T是逆时针旋转磁场产生的。
在场产生的，转矩曲线2n=0 处，两个力矩大小相等、方向相反，合力矩T=0 ，在n≠0 处，两个力矩大小不相等、方向相反，但合力矩T≠0 ，说明单相绕组产生的脉动磁场是没有启动力矩的，但如果外加力矩使电动机启动，则启动后的电动机就有力矩了，电动机正反向都可旋转，方向由所加的外力矩方向决定。
上述分析说明了缺相的三相异步电动机不会自行启动的原因，也说明了运行中的三相异步电动机如缺相后仍会继续转动的原因，但缺相运行的三相异步电动机工作的两相绕组可能会流过超出额定值的电流，时间稍长会过热损坏。
3、两相旋转磁场（1）两相旋转磁场产生的条件为：1）定子在空间上有两个相差900电角度的绕组；2）通入两绕组的电流在相位上相差900，两绕组产生的磁动势相等。
（2）两相旋转磁场的转向两相旋转磁场的转向是从电流相位超前的绕组转向电流相位落后的绕组。
（2）两相旋转磁场的同步转速1n：pfn601（m inr）图7—补两相旋转磁场的产生a)电流波形图b)旋转磁场二、单相异步电动机的分类根据获得启动转矩的方法不同，单相异步电动机的结构也存在较大差异，主要分为罩极式单相异步电动机和分相式单相异步电动机两大类。
单相异步电动机的反转与调速在日常生活中常需要对单相异步电动机进行反转和调速控制,如家用电器中洗衣机的正反转洗涤、调速及电风扇的调速等。
下面分别介绍这两种控制电路的组成原理。
一、单相异步电动机的反转要使单相异步机反转就必须改变旋转磁场的转向。
改变旋转磁场转向可通过把工作绕组(或启动绕组)的首端和末端与电源的接线对调、把电容器从一组绕组中改接到另一组绕组中等方法实现。
1.单相电容分相式异步电动机的反转控制单相电容分相式异步电动机需要变换旋转方向时,可以通过反接启动绕组或工作绕组的接线来实现。
把启动绕组或工作绕组中的一组首端和末端与电流的接线对调。
因为异步电动机的转向是从电流相位超前向电流相位落后的绕组旋转的,如果把其中的一个绕组反接,等于把这个绕组的电流相位改变了180。
,假若原来这个绕组是超前90,则改接后就变成了滞后90,结果旋转磁场的方向随之改变。
图3-16所示的是用双掷开关控制实现正反转的示意图,图3-17是用T形接法实现正反转的示意图。
有的电容分相式单相电动机也可通过改变电容器的接法来改变电动机的转向。
图3-18所示为洗衣机正反转控制示意图,当定时器开关处于图中所示位置时,电容器串联在工作绕组Lz上,电流IL z超前于ILf相位约90;经过一定时间后,定时器开关将电容从Lz绕组切所,串联到启动绕组Lf,则电流ILf超前于相位ILf约90,从而实现了电动机的反转。
这种单相异步电动机的工作绕组与启动绕组可以互换,所以工作绕组、启动绕组的线圈匝数、粗细,、占槽数都应相同。
2.罩极式单相异步电动机的反转控制外部接线无法改变罩极式电动机的转向,因为罩极电动机的旋转方向永远是从磁极的未罩部分转到被罩部分,内部结构决定了转向。
因此,要使它反转,必须改变其磁极的安装位置,这显然是很不方便的。
为了达到可反转的要求,人们设计了一种特殊形式的罩极电动机,磁极分成四个极靴,极靴上绕几匝粗绝缘导线作为罩极启动绕组,每个相对的绕组串联,用双掷开关使其交替短接,如图3-19所示。
一、实训目的1. 理解单相异步电动机的结构和工作原理。
2. 掌握单相异步电动机的起动、反转、调速方法。
3. 培养实际操作能力和故障检修能力。
4. 提高团队合作意识。
二、实训时间2023年X月X日三、实训地点XX学院电工实验室四、实训设备1. 单相异步电动机2. 电源3. 测量仪表4. 接线板5. 钳子、螺丝刀等工具五、实训内容1. 单相异步电动机的结构观察（1）拆卸单相异步电动机，观察其内部结构，了解定子、转子、端盖、轴承等主要部件。
（2）观察定子绕组和转子绕组的连接方式，了解其结构特点。
2. 单相异步电动机的工作原理（1）学习单相异步电动机的工作原理，了解其产生旋转磁场的过程。
（2）分析单相异步电动机起动过程中启动绕组的作用。
3. 单相异步电动机的起动方法（1）学习单相异步电动机的起动方法，包括电阻起动、电容起动、电容运转等。
（2）实际操作，观察不同起动方法对电动机启动过程的影响。
4. 单相异步电动机的反转方法（1）学习单相异步电动机的反转方法，了解改变旋转磁场方向的方法。
（2）实际操作，观察电动机反转过程。
5. 单相异步电动机的调速方法（1）学习单相异步电动机的调速方法，了解改变电动机转速的方法。
（2）实际操作，观察电动机调速过程。
6. 单相异步电动机的故障检修（1）学习单相异步电动机常见故障及检修方法。
（2）实际操作，对出现故障的电动机进行检修。
六、实训过程1. 按照实训指导书的要求，准备实训设备。
2. 观察单相异步电动机的结构，了解其内部构造。
3. 学习单相异步电动机的工作原理，理解其产生旋转磁场的过程。
4. 学习不同起动方法对电动机启动过程的影响，实际操作观察起动过程。
5. 学习电动机反转方法，实际操作观察反转过程。
6. 学习电动机调速方法，实际操作观察调速过程。
7. 学习电动机故障检修方法，对出现故障的电动机进行检修。
七、实训结果与分析1. 通过实训，掌握了单相异步电动机的结构和工作原理。
浅析单相异步电机启动和正反转的原理与控制单相异步电机是一种常见的交流电动机，其启动和正反转的原理与控制较为简单。
本文将从以下几个方面进行探讨：单相异步电机的结构、启动方式、正转和反转控制等。
一、单相异步电机的结构单相异步电机主要由定子、转子和起动电容器组成。
定子上绕有一个主磁场线圈和一个辅助磁场线圈，转子是一个闭合的铝或铜导体，与定子之间通过空气隙相互作用。
二、单相异步电机的启动方式单相异步电机的启动方式主要有直接启动和间接启动两种方式。
1.直接启动：通过将电压直接施加在电机上来启动电机，但由于单相电源的特点，单相电机无法自行旋转，所以在启动过程中需要额外的启动装置来产生一个旋转磁场。
直接启动方式适用于小功率的单相异步电机。
2.间接启动：通过引入一个起动电容器来改变电机定子的电流相位差，使得电机能够自行启动。
起动电容器能够产生一个辅助电流，使得电机能够旋转起来。
间接启动方式适用于大功率的单相异步电机。
三、单相异步电机的正转和反转控制单相异步电机的正转和反转控制主要通过改变定子和转子之间的电流相位差来实现。
1.正转控制：通过连接定子的主磁场线圈和电源，在定子产生的磁场的作用下，使得转子跟随着磁场旋转。
在正转过程中，电流的相位差保持不变，电机能够以一定的速度旋转。
2.反转控制：通过改变转子的电流相位差来改变电机的旋转方向。
在反转过程中，通过改变电流相位差，使得电机的磁极发生变化，从而改变电机的旋转方向。
四、单相异步电机的控制方法单相异步电机的控制主要通过改变电容器的电容值或者改变电流的相位差来实现。
1.改变电容值：通过增大或减小起动电容器的电容值来改变电机的转速。
增大电容值可以提高电机的转速，减小电容值可以降低电机的转速。
2.改变电流相位差：通过改变定子线圈的绕组方式或者改变接入的电源相位来改变电流的相位差。
改变电流相位差可以改变电机的转向。
在控制方面，可以采用电子控制方法，如通过使用可编程控制器（PLC）或者直流调速器来实现对单相异步电机的控制。
电机与控制考试纲要一、考试的基本要求要求考生理解电子电器设备（产品）中常用电动机（单相异步电动机、直流电动机、单相串励电动机和三相异步电动机）的基本结构、原理及应用，掌握电动类、制冷空调类电器中使用的电动机的结构控制原理及典型应用，了解电热、音响等电器和办公设备中的电动机及其典型应用。
要求考生具有对常用电动机进行安装和对常见故障进行检修的能力。
二、具体考试内容、考试要求（一）单相异步电动机考试内容：单相异步电动机的基本结构、工作原理及机械特性，单相异步电动机启动、反转、调速的方法。
考试要求：1、理解单相异步电动机的基本结构、工作原理及机械特性。
2、掌握磁场转速与电流的频率和定子磁场对数的关系。
3、掌握单相异步电动机启动、反转、调速的方法。
4、了解单相异步电动机常见故障的检修方法。
（二）直流电动机考试内容：直流电动机的基本结构和分类，直流电动机的基本工作原理，直流电动机启动、反转和调速的基本方法。
考试要求：1、了解直流电动机的基本结构与分类。
2、理解直流电动机的基本工作原理。
3、掌握直流电动机启动、反转和调速的基本方法。
4、了解直流电动机常见故障的检修方法。
（三）单相串励电动机考试内容：单相串励电动机的基本结构及工作原理。
考试要求：理解单相串励电动机的基本结构及工作原理。
（四）三相异步电动机考试内容：三相异步电动机的基本结构及工作原理，三相异步电动机的运行状态，定子绕组星形和三角形的连接方法，三相异步电动机启动、反转、调速和制动的方法。
考试要求：1、理解三相异步电动机的基本结构及工作原理。
2、掌握笼形异步电动机与绕线形异步电动机的区别、优缺点，掌握转差率s的基本概念及计算公式：3、理解三相异步电动机的运行状态。
4、掌握定子绕组星形和三角形的连接方法。
5、掌握三相异步电动机启动、反转、调速和制动的方法。
6、了解三相异步电动机常见故障的检修方法。
7、了解步进电动机、同步电动机、直流无刷电动机的基本原理。
项目三单相交流异步电动机一、教学目标1.熟悉单相交流异步电动机的基本结构和工作原理。
2.理解几种常用单相交流异步电动机的工作原理及使用场合。
3.掌握拆装单相交流异步电动机的方法和步骤。
4.学会分析单相交流异步电动机的常见故障，并进行检修。
5.了解单相异步电动机的定子绕组的组成，能绘制单相交流异步电动机定子绕组展开图。
二、课时分配本章共3个任务，本章安排8课时。
三、教学重点我们通过本项目的实施，了解单相交流异步电动机是利用单相电源供电的一种小容量交流异步电动机，又称单相异步电动机。
它具有结构简单、运行可靠、维修方便、成本低廉、噪声小、对无线电系统干扰小等优点，特别是可以直接用220V交流电源供电，因而常用在功率不大的家用电器和小型动力机械中。
四、教学难点1.熟悉单相交流异步电动机的基本结构和工作原理。
2.掌握拆装单相交流异步电动机的方法和步骤。
五、教学内容任务一认识单相交流异步电动机一、单相交流异步电动机的基本结构1. 定子（1）定子铁心：（2）定子绕组：（3）机座与端盖：2. 转子（1）转子铁心：（2）转子绕组：（3）转轴：3. 起动装置（1）电压型起动继电器：（2）电流型起动继电器：（3）差动型起动继电器：二、单相交流异步电动机的工作原理1. 单相绕组的脉动磁场2. 两相绕组的旋转磁场（1）单相交流异步电动机的拆装实训。
（2）单相交流异步电动机在使用中因故障检查或日常维护等原因，需进行拆卸与装配。
只有掌握正确的拆卸与装配技术，才能保证电动机的修理质量。
一、实训目的（1）通过对单相交流异步电动机的拆装，熟悉其内部结构，理解其工作原理。
（2）熟悉单相电动机的基本拆装方法和步骤。
（3）掌握兆欧表、万用表等仪表的使用。
二、实训器材仪表、材料、设备等详见表3-1。
三、实训内容1. 认识实训器材2. 单相交流异步电动机的拆装方法和步骤（1）单相交流电动机拆卸前的准备工作：（2）单相异步电动机的拆卸步骤：（3）主要零部件的拆卸方法：①皮带轮或联轴器的拆卸：②风罩和风扇叶的拆卸：③轴承盖和端盖的拆卸：④抽出转子：⑤定子铁心和绕组的取出：（4）单相交流异步电动机的装配：（5）装配后检验：四、注意事项（1）在拆卸前要吹净单相异步电动机表面的灰尘，并将电动机表面擦拭干净。
