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单相异步电动机工作原理单相异步电动机是一种常见的电动机类型，它通常用于家用电器、小型机械设备等领域。
它的工作原理是基于单相交流电源产生的旋转磁场，从而驱动电机转动。
在本文中，我们将详细介绍单相异步电动机的工作原理及其相关知识。
首先，让我们来了解一下单相异步电动机的结构。
单相异步电动机通常由定子和转子两部分组成。
定子由绕组和铁芯构成，绕组中通有交流电流，产生旋转磁场。
转子则由导体和铁芯构成，当旋转磁场作用于转子上的导体时，会产生感应电流，从而产生转矩，驱动电机转动。
其次，我们来详细了解单相异步电动机的工作原理。
当单相交流电源加到定子绕组上时，根据电磁感应定律，会在定子绕组中产生一个旋转磁场。
由于单相电源的特性，所以产生的旋转磁场是一个偶极磁场，它的旋转方向是不断变化的。
这个旋转磁场会作用于转子上的导体，从而在转子上产生感应电流，产生旋转磁场，最终驱动电机转动。
接下来，我们来探讨单相异步电动机的启动原理。
由于单相异步电动机需要旋转磁场才能产生转矩，所以在启动时需要采取一定的措施。
常见的启动方式包括启动电容器启动、分裂相启动等。
其中，启动电容器启动是通过外接启动电容器改变定子绕组的电压相位，从而产生一个旋转磁场，启动电机。
而分裂相启动则是通过分裂相绕组产生一个人工的起动相位，从而启动电机。
最后，我们来总结一下单相异步电动机的工作原理。
单相异步电动机是通过单相交流电源产生的旋转磁场来驱动电机转动的。
在工作过程中，需要注意启动方式的选择以及定子绕组和转子之间的磁场互作。
通过对单相异步电动机工作原理的深入了解，我们可以更好地应用和维护这一类型的电动机。
总的来说，单相异步电动机是一种常见的电动机类型，它的工作原理基于单相交流电源产生的旋转磁场。
通过本文的介绍，相信读者对单相异步电动机的工作原理有了更深入的了解，能够更好地应用和维护这一类型的电动机。
希望本文能够对您有所帮助。
单相异步电动机是一种常用的家用电器驱动设备，比如风扇、洗衣机等。
它通过交流电源驱动，主要由定子和转子两部分组成。
以下是单相异步电机的工作原理：
1. 定子：定子是安装在电机内部的固定部分，通常包括若干个绕组。
当通过定子绕组通以交流电时，会在定子内产生一个旋转磁场。
2. 转子：转子是安装在电机内部并能够自由旋转的部分。
在单相异步电机中，转子通常是一个铝制的圆柱体，安装在电机轴上。
转子并没有外接电源，它受到定子磁场的作用而转动。
3. 工作原理：当将单相异步电机连接到交流电源时，定子绕组中会形成一个旋转的磁场。
这个磁场的旋转频率是由交流电源的频率决定的。
这个旋转磁场会感应出转子中的感应电流，从而在转子上也产生一个磁场。
根据楞次定律，转子会受到这个磁场的作用而开始转动。
4. 启动辅助：由于单相异步电机的转子不具有自启动能力，所以通常需要一些启动辅助装置，比如启动电容器或者启动线圈。
这些装置可以帮助电机启动并获得足够的起动转矩。
总的来说，单相异步电机的工作原理是利用定子绕组产生的旋转磁场感应出转子中的感应电流，从而使得转子受到磁场的作用而转动。
特
别值得注意的是，单相异步电机在启动时需要额外的辅助装置，以确保能够顺利地启动和运行。
单相异步电动机的工作原理单相异步电动机是一种常见的电动机类型，广泛应用于家庭和工业领域。
它的工作原理是基于电磁感应和磁场相互作用的原理。
工作原理概述：单相异步电动机是一种感应电动机，其转子由铝或铜制成，而定子则由绕组组成。
当电源接通时，定子绕组中的电流产生一个旋转磁场，这个磁场与转子中的磁场相互作用，从而产生转矩，使电动机转动。
工作原理详解：1. 单相供电：单相异步电动机通过单相电源供电。
电源提供的电流通过定子绕组，产生一个交变电磁场。
这个交变电磁场的频率通常为50Hz或60Hz，取决于所在地区的电网频率。
2. 定子绕组：定子绕组是电动机的固定部分。
它由若干个线圈组成，这些线圈被连接在一起，形成一个闭合的电路。
当电流通过这些线圈时，它们产生一个旋转磁场。
3. 转子：转子是电动机的旋转部分。
它通常由铝或铜制成，并具有一个或多个导体棒。
转子中的导体棒通过短路环连接在一起，形成一个闭合的回路。
4. 电磁感应：当电流通过定子绕组时，产生的旋转磁场会穿过转子中的导体棒。
根据电磁感应的原理，当磁场穿过导体棒时，会在导体棒中产生感应电流。
这个感应电流会产生一个磁场，与定子绕组的磁场相互作用。
5. 转矩产生：由于转子中的导体棒被短路环连接在一起，感应电流会在导体棒之间形成一个闭合的回路。
这个闭合的回路会产生一个旋转磁场，与定子绕组的磁场相互作用。
由于磁场相互作用的力矩，转子会开始旋转。
6. 启动辅助装置：由于单相异步电动机的转子无法自行启动，通常需要启动辅助装置。
常见的启动辅助装置包括启动电容器和启动电阻。
启动电容器通过改变电路的相位差来产生一个旋转磁场，从而启动电动机。
启动电阻则通过降低电动机的起动转矩来实现启动。
7. 运行稳定：一旦电动机启动，转子会根据旋转磁场的作用开始旋转。
同时，启动辅助装置会逐渐脱离电路。
当转子旋转到与旋转磁场同步的速度时，电动机将保持稳定运行。
总结：单相异步电动机的工作原理是基于电磁感应和磁场相互作用的原理。
什么是单相异步电动机？单相异步电动机分类方式所谓的单相异步电动机，是指只有一相定子绕组由单相沟通电源供电的异步电动机，又叫单相感应电动机。
单相异步电动机是利用单相电源供电的一种小容量沟通电动机，具有结构简洁、运行牢靠、修理便利等特点，可以直接用220V的沟通电源供电。
它的结构和工作原理与三相异步电动机相像，在工业、农业、医疗和家用电器等方面被广泛使用，最常见的如电风扇、吹风机、洗衣机和电冰箱等。
单相异步电动机根据工作原理、起动方式和结构形式有以下几种分类方式：（一）电阻分相单相异步电动机(见图1)图1 电阻分相单相异步电动机等效电路图结构特点：(1)定子绕组由起动绕组和工作绕组两部分组成。
(2)起动绕组的电阻值较大。
(3)起动结束后，起动绕组被自动切除。
优缺点：(1)价格较低。
(2)起动电流大，但是起动转矩不大。
应用范围：小型鼓风机、研磨机、搅拌机、小型钻床及电冰箱等。
（二）电容起动单相异步电动机(见图2) 结构特点：(1)定子绕组由起动绕组和工作绕组两部分组成。
(2)起动绕组中串人起动电容C。
(3)起动结束后，起动绕组被自动切除。
优缺点：(1)价格较贵。
(2)起动电流及起动转矩均较大。
应用范围：小型水泵、冷缩机、电冰箱及洗衣机等。
图2 电容起动单相异步电动机等效电路图图3 电容运行单相异步电动机等效电路图（三）电容运行单相异步电动机(见图3) 结构特点：(1)定子绕组由起动绕组和工作绕组组成。
(2)起动绕组中串入起动电容C起动。
(3)起动绕组参加运行。
优缺点：(1)无起动装置，价格较低。
(2)功率因数较高。
应用场合：电风扇、电冰箱、空调及洗衣机等。
（四）电容起动、电容运行单相异步电动机(见图4) 结构特点：(1)定子绕组由起动绕组和工作绕组组成。
(2)起动绕组中串入起动电容C。
(3)起动结束后，一组电容被切除，另外一组电容与起动绕组参加运行。
优缺点：(1)价格较贵。
(2)起动电流及起动转矩较大，功率因数较高。
什么是单相异步电动机？它有哪些用途？单相异步电动机，是用单相交流电源供电的一种小容量交流电动机。
单相异步电动机与单相串励电动机相比，具有结构简单、成本低廉、维修方便、噪声低、振动小和对无线电系统的干扰小等特点，被广泛应用于工业和人们日常生活的各个领域，如小型机床、电动工具、医疗器械和诸如电冰箱、电风扇、排气扇、空调器、洗衣机等家用电器中。
单相异步电动机与同容量的三相异步电动机相比，具有体积大、运行性能较差、效率较低等缺点。
因此，一般只制成小容量的（功率为8～750W）。
但是，由于单相异步电动机只需单相交流电源供电，在没有三相交流电源的场合（如家庭、农村、山区等）仍被广泛应用。
单相异步电动机由哪几部分组成？单相异步电动机一般由机壳、定子、转子、端盖、转轴、风扇等组成，有的单相异步电动机还具有起动元件。
1）定子：定子由定子铁心和定子绕组组成。
单相异步电动机的子结构有两种形式，大部分单相异步电动机采用与三相异步电动机相似的结构，也是用硅钢片叠压而成。
但在定子铁心槽内嵌放有两套绕组：一套是主绕组，又称工作绕组或运行绕组；另一套是副绕组，又称起动绕组或辅助绕组。
两套绕组的轴线在空间上应相差一定的电角度。
容量较小的单相异步电动机有的则制成凸极形状的铁心，如图所示。
磁极的一部分被短路环罩住。
凸极上放置主绕组，短路环为副绕组。
2）转子：单相异步电动机的转子与笼型三相异步电动机的转子相同。
3）起动元件：单相异步电动机的起动元件串联在起动绕组（副绕组）中，起动元件的作用是在电动机起动完毕后，切断起动绕组的电源。
常用的起动元件有以下几种：①离心开关：离心开关位于电动机端盖的里面，它包括静止和旋转两部分。
其旋转部分安装在电动机的转轴上，它的3个指形铜触片（称动触头）受弹簧的拉力紧压在静止部分上，如图a所示。
静止部分是由两个半圆形铜环（称静触头）组成，这两个半圆形铜环中间用绝缘材料隔开，它装在电动机的前端盖内，其结构如图b所示。
单相异步电动机启动方法
单相异步电动机有两种启动方法，分别是直接启动方法和间接启动方法。
1. 直接启动方法：
直接启动方法是将单相异步电动机直接连接到电源上，并通过电源提供的单相交流电来启动。
在启动时，需要将电动机的起动电流限制在电动机能够承受的范围内，通常通过调整电源电压或使用起动电容器来实现。
直接启动方法简单、成本低廉，适用于启动较小功率的单相异步电动机。
2. 间接启动方法：
间接启动方法是通过辅助设备来将单相交流电转换为三相交流电，再将单相异步电动机连接到三相交流电源上进行启动。
常见的间接启动方法有星-三角启动法和自耦启动法。
- 星-三角启动法：其基本原理是先将单相异步电动机连接在星型连接方式下运行，启动时电动机的电流较小，然后通过切换电动机的连接方式，将其转变为三相连接方式以实现正常运行。
星-三角启动法适用于中小功率的单相异步电动机，可以减小启动时的电流冲击。
- 自耦启动法：其基本原理是通过自耦变压器将单相交流电转换为三相交流电，再将单相异步电动机连接到三相交流电源上进行启动。
自耦启动法启动时具有较大的起动扭矩，适用于启动重载和中等功率的单相异步电动机。
需要根据具体的电动机功率和加载情况选择适合的启动方法，并确保启动时的电流、扭矩和保护措施符合要求。
第七章单相交流异步电动机内容提要在前面了解了三相异步电动机的概貌，掌握了三相异步电动机的电磁过程、拖动性质的基础上，本章主要介绍单相异步电动机的结构及其应用、磁场及其力矩特点，结合其工作原理，最后介绍几种常用的单相交流异步电动机的起动方法和具体应用情况。
7.1 单相交流异步电动机的结构及应用7.1.1 单相交流异步电动机的结构1. 定子部分单相异步电动机的定子包括机座、铁心、绕组三大部分。
分别介绍如下：（1）机座采用铸铁、铸铝或钢板制成，其结构型式主要取决于电机的使用场合及冷却方式。
单相异步电动机的机座型式一般有开启式、防护式、封闭式等几种。
开启式结构的定子铁心和绕组外露，由周围空气流动自然冷却，多用于一些与整机装成一体的使用场合，如洗衣机等。
防护式结构是在电机的通风路径上开有一些必要的通风孔道，而电机的铁心和绕组则被机座遮盖着。
封闭式结构是整个电机采用密闭方式，电机的内部和外部隔绝，防止外界的浸蚀与污染，电机主要通过机座散热，当散热能力不足时，外部再加风扇冷却。
另外有些专用单相异步电动机，可以不用机座，直接把电机与整机装成一体，如电钻、电锤等手提电动工具等。
（2）铁心部分定子铁心多用铁损小、导磁性能好，厚度一般为0.35~0.5㎜的硅钢片冲槽叠压而成。
定、转子冲片上都均匀冲槽。
由于单相异步电动机定、转子之间气隙比较小，一般在0.2~0.4㎜。
为减小开槽所引起的电磁噪声和齿谐波附加转矩等的影响，定子槽口多采用半闭口形状。
转子槽为闭口或半闭口，并且常采用转子斜槽来降低定子齿谐波的影响。
集中式绕组罩极单相电动机的定子铁心则采用凸极形状，也用硅钢片冲制叠压而成。
（3）绕组单相异步电动机的定子绕组，一般都采用两相绕组的形式，即主绕组和辅助绕组。
主、辅绕组的轴线在空间相差90°电角度，两相绕组的槽数、槽形、匝数可以是相同的，也可以是不同的。
一般主绕组占定子总槽数的2/3，辅助绕组占定子总槽数的1/3，具体应视各种电机的要求而定。
单相异步电动机中常用的定子绕组型式有单层同心式绕组、单层链式绕组、双层叠绕组和正弦绕组。
罩极式电动机的定子多为集中式绕组，罩极极面的一部分上嵌放有短路铜环式的罩极线圈。
2. 转子部分单相异步电动机的转子主要有转轴、铁心、绕组三部分，现分述如下：（1）转轴转轴用含碳轴钢车制而成，两端安置用于转动的轴承。
单相异步电动机常用的轴承有滚动和滑动两种，一般小容量的电机都采用含油滑动轴承，其结构简单，噪声小。
（2）铁心转子铁心是先用与定子铁心相同的硅钢片冲制，将冲有齿槽的转子铁心叠装后压入转轴。
（3）绕组单相异步电动机的转子绕组一般有两种型式，即笼型和电枢型。
笼型转子绕组是用铝或者铝合金一次铸造而成，它广泛应用于各种单相异步电动机。
电枢型转子绕组则采用与直流电机相同的分布式绕组型式，按叠绕或波绕的接法将线圈的首、尾端经换相器连接成一个整体的电枢绕组，电枢式转子绕组主要用于单相异步串励电动机。
3. 起动装置除电容运转式电动机和罩极式电动机外，一般单相异步电动机在起动结束后辅助绕组都必须脱离电源，以免烧坏。
因此，为保证单相异步电动机的正常起动和安全运行，就需配有相应的起动装置。
起动装置的类型有很多，主要可分为离心开关和起动继电器两大类。
图7-1所示为离心开关的结构示意图。
离心开关包括旋转部分和固定部分，旋转部分装在转轴上，固定部分装在前端盖内。
它利用一个随转轴一起转动的部件——离心块。
当电动机转子达到额定转速的70％～80％时，离心块的离心力大于弹簧对动触点的压力，使动触点与静触点脱开。
从而切断辅助绕组的电源，让电动机的主绕组单独留在电源上正常运行。
图7-1 离心开关结构示意图离心块结构较为复杂，容易发生故障，甚至烧毁辅助绕组。
而且开关又整个安装在电机内部，出了问题检修也不方便。
故现在的单相异步电动机已较少使用离心开关作为起动装置，转而采用多种多样的起动继电器。
起动继电器一般装在电动机机壳上面，维修、检查都很方便。
常用的继电器有电压型、电流型、差动型三种，下面分别介绍其工作原理。
（1）电压型起动继电器接线如图7-2所示，继电器的电压线圈跨接在电动机的辅助绕组上，常闭触点串联接在辅助绕组的电路中。
接通电源后，主、辅助绕组中都有电流流过，电动机开始起动。
由于跨接在辅助绕组上的电压线圈，其阻抗比辅助绕组大。
故电动机在低速时，流过电压线圈中的电流很小。
随着转速升高，辅助绕组中的反电动势逐渐增大，使得电压线圈中的电流也逐渐增大，当达到一定数值时，电压线圈产生的电磁力克服弹簧的拉力使常闭触点断开，切除了辅助绕组与电源的联接。
由于起动用辅助绕组内的感应电动势，使电压线圈中仍有电流流过，故保持触点在断开位置，从而保证电动机在正常运行时辅助绕组不会接入电源。
7-2 电压型起动继电器原理接线图7-3 电流型起动继电器原理接线图（2）电流型起动继电器电流型起动继电器其接线如图7-3所示，继电器的电流线圈与电动机主绕组串联，常开触点与电动机辅助绕组串联。
电动机未接通电源时，常开触点在弹簧压力的作用下处于断开状态。
当电动机起动时，比额定电流大几倍的起动电流流经继电器线圈，使继电器的铁心产生极大的电磁力，足以克服弹簧压力使常开触点闭合，使辅助绕组的电源接通，电动机起动，随着转速上升，电流减小。
当转速达到额定值的70％～80 %时，主绕组内电流减小。
这时继电器电流线圈产生的电磁力小于弹簧压力，常开触点又被断开，辅助绕组的电源被切断，起动完毕。
（3）差动型起动继电器器其接线如图7-4所示差动式继电器有电流和电压两个线圈，因而工作更为可靠。
电流线圈与电动机的主绕组串联，电压线圈经过常闭触点与电动机的辅助绕组并联。
当电动机接通电源时，主绕组和电流线圈中的起动电流很大，使电流线圈产生的电磁力足以保证触点能可靠闭合。
起动以后电流逐步减小，电流线圈产生的电磁力也随之减小。
于是电压线圈的电磁力使触点断开，切除了辅助绕组的电源。
7-4 差动型起动继电器原理接线图7.1.2 单相交流异步电动机的应用单相异步电动机是用单相交流电源供电的一类驱动用电机，具有结构简单、成本低廉、运行可靠及维修方便等一系列优点。
特别是因为它可以直接使用普通民用电源，所以广泛的运用于各行各业和日常生活，作为各类工农业生产工具、日用电器、仪器仪表、商业服务、办公用具和文教卫生设备中的动力源，与人们的工作、学习和生活有着极为密切的关系。
和容量相同的三相异步电机比较，单相异步电动机的体积较大，运行性能也较差，所以单相异步电动机通常只做成小型的，其容量从几瓦到几百瓦。
由于只需单相交流220V电源电压，故使用方便，应用广泛，并且有噪声小、对无线电系统干扰小等优点，因而多用在小型动力机械和家用电器等设备上，如电钻、小型鼓风机、医疗器械、风扇、洗衣机、冰箱、冷冻机、空调机、抽油烟机、电影放映机及家用水泵等，是日常现代化设备必不可少的驱动源。
在工业上，、单相异步电动机也常用于通风与锅炉设备以及其他伺服机构上。
7.2 单相交流异步电动机的磁场7.2.1 单相绕组的脉振磁场我们知道，单相交流电流是一个随时间按正弦规律变化的电流，因此，它所产生的磁场将是一个脉振磁场。
即当某一瞬间电流为零时，如图7-5所示，电机气隙中的磁感应强度也等于零。
电流增大时，磁感应强度也随着增强。
电流方向相反时，磁场方向也跟着反过来。
但是在任何时刻，磁场在空间的轴线并不移动，只是磁场的强弱和方向像正弦电流一样，随时间按正弦规律作周期性变化。
为了便于分析问题，通常可以把这个脉振磁场分解成两个旋转磁场来看待。
这两个磁场的旋转速度相等，但旋转方向相反。
每个旋转磁场的磁感应强度的幅值等于脉振磁场的磁感应强度幅值的一半。
7-5 单相异步电动机的脉振磁场这样一来，任一瞬间脉振磁场的磁感应强度都等于这两个旋转磁场的磁感应强度的相量和。
如图7-6所示，在他t0瞬时，两个旋转磁场的磁感应强度相量方向相反，所以合成磁感应强度B=0。
在t1时，两个旋转磁场的磁感应强度相量都对水平轴线偏转一个角度，α=t1。
从图7-6中t= t1瞬时的矢量图上看，B1和B2的合成磁感应强度ωB= B1sinα+ B2sinα=1/2 B m sinωt1+ 1/2B m sinωt1= B m sinωt17-6 脉振磁场分解为两个旋转磁场也可以同样证明，在其它任何瞬时，这两个旋转磁场的磁感应强度B1和B2的合成磁感应强度，就是脉振磁场的磁感应强度的瞬时值。
既然可以把一个单相的脉振磁场分解成两个磁感应强度幅值相等、转向相反的旋转磁场，当然也可以认为，单相异步电动机的电磁转矩也是分别由这两个旋转磁场所产生的转矩合成的结果。
我们下一节再介绍单相异步电动机的力矩特点。
当电动机静止时，由于两个旋转磁场的磁感应强度大小相等、转向相反，因而在转子绕组中感应产生的电动势和电流大小相等，方向相反。
故两个电磁转矩的大小也相等、，方向也相反，于是合成转矩等于零，电动机不能起动。
也就是说、，单相异步电动机的起动转矩为零。
这既是它的一个特点，也是它的一大缺点。
但是，如果用外力使转子起动一下，则不是朝正向旋转或反向旋转，电磁转矩都将逐渐增加，电动机将按外力作用方向达到稳定转速。
7.2.2 两相绕组的旋转磁场如上所述，单相绕组产生的是一个脉振磁场，其起动转矩等于零，不能自行起动。
要应用单相异步电动机，首先必须解决它的起动问题。
在本章第四节我们将详细介绍单相异步电动机的起动问题。
基于此，一般单相异步电动机（除集中式罩极电动机外）均采用两套绕组。
一套为主绕组（也叫工作绕组、运行绕组），另一套为辅助绕组（也叫起动绕组、副绕组）。
主、辅绕组在定子空间布置上相差90°电角度，同时使两套绕组中的电流在时间上也不同相位。
例如在辅助绕组中串联一个适当的电容器即可达到。
这样一个相差90°电角度的两相旋转磁场就使单相异步电动机旋转起来。
电动机转动起来后起动装置适时地自动将辅助绕组从电源断开，仅剩下主绕组在线路上工作。
我们来分析一下，为什么在看见互差90°电角度的两套绕组，通入相位上互差90°的两个电流后，能建立起旋转磁场。
如图7-7（a ）所示，i 1和i 2两个电流在相位上相差90°，图7-7（b ）所示为在空间布置上相差90°电角度的两相绕组。
将i 1通入绕组A-X 、i 2通入绕组B-Y 。
线端 A 、B 为绕组首端，线端X 、Y 为绕组末端。
正电流从绕组的首端流入，负电流从绕组的末端流入。
图7-7（c ）各图显示了i 1和i 2两个电流5个瞬时所产生的磁场情况，从图中可以看出，当电流变化一周时，磁场也旋转了一周。
综上所述，我们只要将相位上相差90°的两个电流，通入在空间相差90°电角度的绕组，就能使单相异步电动机产生一个两相旋转磁场。
