单相交流电机调速器的工作原理是在电动机控制回路中串入双向可控硅，控制可控硅的导通角从而控制电动机的端电压。当外接电源电压或负载波动引起转速变动时与电动机同軸联接的测速发电机输出信号通过积分器与转速给定信号比较,其误差放大后和过零触发信号经驱动移相触发器实现电压自动调整从而使转速稳定在给定值,需要改变转向时,只需将电动机正反转接头对换即可。
我没有us-52的电路原理图。该电路是较简单的带反馈可控硅调压电路。
接线原理图见下附件。
单相鼠笼式异步电动机的工作原理 单相鼠笼式异步动机由单相电源供电，它直接接到220伏单相交流电源上就能工作，但要采取一定的措施，否则启动不起来。我们日常生活用的一些家用电器，如空调器、电冰箱、洗衣机、电扇等广泛应用着单相异步电动机。 单相异步电动机的工作原理 当给三相异步电动机的定子三相绕组通入三相交流电时，会形成一个旋转磁场，在旋转磁场的作用下，转子将获得启动转矩而自行启动。当三相异步电动机通入单相交流电时就不能产生旋转磁场。 下面来分析单相异步电动机定子绕组通入单相交流电时产生的磁场情况。如下图所示为一台简单的单相异步电动机原理图，定子铁心上布置有单相定子绕组，转子为鼠笼结构。 交流电流波形
电流正半周产生的磁场 电流负半周产生的磁场 当向单相异步电动机的定子绕组入单相交流电后，由上图可见，当电流在正半周及负半周不断交变时，其产生的磁场大小及方向也在不断变化（按正弦规律变化），但磁场的轴线则沿纵轴方向固定不动，这样的磁场称为脉动磁场。 当转子静止不动时转子导体的合成感应电动势和电流为0，合成转矩为0，因此转子没有启动转矩。故单相异步电动机如果不采取一定的措施，单相异步电动机不能自行启动，如果用一个外力使转子转动一下，则转子能沿该方向继续转动下去。 单相异步电动机根据其启动方法或运行方法的不同，可分为单相电容运行电动机；单相电容启动电动机；单相罩极式电动机等。下面分别介绍。单相异步电动机容量一般较小，运行性能较差。 t 45 90 135 180 225 270 360 315
图1 单相电容运行异步电动机原理图 (a)接线图 (b)电流相量图 图1是单相电容运行异步电动机工作原理图。单相电容式异步电动机的定子铁芯上嵌放两套绕组：主绕组U1—U2（主绕组又称工作绕组）和副绕组Z1—Z2（副绕组又称启动绕组）。两套绕组在空间的位置上互差90度电角度。在启动绕Z1—Z2中串入一个电容器C后再与工作绕组并联，然后接到单相电源上。设流过启动绕组Z1－Z2的电流为iz，流过工作绕组U1—U2的电流以为iu，当接上电源后，由于电容的充放电作用，iz落后于iu90度，流过两套绕组的电流iz与iu在相位上相差90度，如图2所示。 设电动机两个绕组接上交流电源后，电流为正值时，电流从绕组的头端进去尾端出来；电流为负值时，电流从绕组的尾端进去头端出来。 从图2可看到：在t＝0瞬间，iz=0，绕组Z1—Z2中无电流流过；而这瞬时iu为负的最大值，绕组U1—U2中电流由U2进Ul出。用右手定则可判断，此时电动机中会产生如图2所示磁场，其合成磁场方向向下。 从图2可看到：在ωt=π/2瞬间，iu＝0，绕组U1—U2中无电流流过；这瞬间iz为正的最大值，绕组Z1-Z2中电流从Z1进Z2出。此时电动机磁场分布如图2所示，其合成磁场方向较t=0时刻顺时针方向旋转了90角度。
《单相电机》习题库一 一、填空题 1. 单相异步电动机按启方式的不同可分五类：、、 、和。 2. 单相异步电动机启动绕组和主绕组上的电流在相位上相差度。 3. 吊扇的工作绕组直流电阻较(填大或小)，起动绕组电阻较(填大或小 ) 。 4. 家用台扇电动机采用抽头调速，一个电机引出线 5 根，分是、 、、和。 5. 给单相异步电动机加额定电压时，而离心开关没有闭合，电动机( 能够起动、不能起动 ) 。 6.所谓脉动磁场，是指它的和按正弦规律变化， 而轴线的。 7.定子铁心仅嵌有一个绕组（也未设短路铜环）的单相异步电动电动机，其 方向是不固定的，当朝某个方向施加一个外力后转子沿着的方向转动起来。 8.为解决单相异步电动机的启动问题，通常单相异步电动机定子上安装两套绕 组，一套是，又称主绕组，另一套是，又称副绕组，它们的空 间位置相差电角度。 9. 单相双值电容异步电动机中的两只电容是、，其中电容容量较大，两只电容分别联后与启动绕组联。 10. 单相异步电动机的起动开关主要是、、三种。 11.凸极式单相罩极异步电动机定子铁心通常用__________________叠成，每极在 ____________处开个小槽，在小部分极上套有 ____________。这样，当励磁绕组通入时，磁极之间形成一个磁场而使电动机获得启动转矩。 二、判断题（对的打“√” ，错的打“×” ） 1. 单相异步电动机，在没副绕组的情况下也能产生旋转磁场。（） 2. 单相异步电动机只要调换两根电源线就能改变转向。（） 3. 单相异步电动机工作绕组直流电阻小，起动绕组直流电阻大。（）
4.单相异步电动机上电容的作用是平稳电压。 5．离心开关作用是当电动机达到额定转速时，切断电容所在的支路。（ （ ） ） 6．家用吊扇的电容器损坏拆除后，每次启动拨动一下，照样可以转动起来。 （）7．单相罩极式异步电动机具有结构简单、制造方便等优点，所以洗衣机上也被 采用。（）8．给在空间互差 90°电角度的两相绕组内通入同相位交流电，就可产生旋转磁 场。（）9．单相电容运行式异步电动机，因其主绕组与副绕组中的电流是同相位的，所 以称单相异步电机。 10．要改变罩极式异步电动机的转向，只要改变电源接线即可。（）（） 三、选择题（每题只有一个正确答案） 1．电动机铭牌上功率是指( ) 。 A．输入功率 B ．输出的机械功率 C ．损耗的功率D．输入与输出功率2．家用台扇最常用的调速方法是（） A．抽头调速 B ．电抗器调速 C.晶闸管调带 D.自耦变压器调速 3.电容如果串入单相异步电动机工作绕组中会发生现象是() A．电动机反转 B.电动机立即烧掉 C.电动机正常运行 D.电动机转向不变，但转速增大 4．单相异步电动机中电容器容量变小，会使电动机（）。 A．转速变慢B．烧毁电动机C．没有任何影响 5．用万用表电阻挡电容器好坏时，发现万用表指针指到零欧不动，说明 ()。 A．电容器是好的B．断路C．短路 6．单相交流电通入单相绕组产生的磁场是（）。 A．旋转磁场B、恒定磁场C．脉动磁场 7．单相罩极异步电动机的转动方向（）。 A．总是由磁极的未罩部分转向被罩部分 B．总是由磁极的被罩部分转向未罩 C．决定于定子绕组首、尾端的接线关系
单相电动机工作原理教案（详案） 三门职业中专何邦先 课程名称：《电机与变压器》（电类专业通用） 适用专业层次：中职电子专业所需课时数：2课时 教材分析 《电机与变压器》是一门纯理论的专业基础课，理论知识也相当的深奥，普遍认为是老师难教，学生难学，学生很容易失去这门的学习兴趣，但电机、变压器使用非常的普遍，特别是电动机工厂到处多是；不学又不行。没能打好基础，对后续专业课程的学习，对考证和就业都带来不良的影响。 学生分析 电机与变压器课程理论普遍具有抽象性，而我们中职类学生基础较薄弱，所以中职生在学习基础理论的过程就较吃力。同时班级同学学习能力参差不齐。 教学目标与价值观 认知目标：1、旋转磁场形成 2、单相电动机工作原理 技能目标：1、学会单相电动机三个接线端的判断 2、学会单相电动机的正确接线 情感目标：1、培养学生养成良好的理科思维； 2、培养学生动手能力。 教学重点
1、单相电动机的正确接线 2、电容器大小对风扇运行的影响 教学难点 旋转磁场形成 课前材料准备（每组） 单相风扇一台（三根线），万用表一个，电源引线一个，小一字十字螺丝刀各一把 教学方法 做中学，任务驱动法 教学活动 一、组织教学（约2分钟） (1) 师生致礼(2) 考勤登记、清点人数 二、导入新课（约1分钟） 老师：你们家有单相电动机吗？ 学生：不知道。 老师：那你们家有吊扇吗？ 学生：有（没有）。 老师：你家新买的吊扇或者把吊扇移动位置，你会接线吗？ 学生：不会。 老师：我们电气技术应用专业的学生这点小事该不该完成啊？有没有信心完成？ 学生：有。
老师：下面我们就进行吊扇电动机的试接线。 三、讲授新课（约60分钟） 任务一风扇电动机的试接线 1、观察器材：风扇三个接线孔，电源和电容器共四个接线头，怎 么办？ 老师：有些同学会想，学都没学过，怎么接啊?我告诉你，今天你必须得接，有些同学说：那我就乱接，没关系，你乱接好了；但是我先 要强调安全问题首先要注意人身安全，严防触电事故发生；其次要注意电路安全，不要出现短路事故，造成停电，所以电源的相线L 和零线N不能短接在一起。 2、开始接线（3-5分钟）（学生动手操作） 老师：只要接好的就请举手，结果怎样不要管。（叫一个学生） 老师：结果怎样？ 学生：有响声，但不转。 老师：不同结果请举手
常用单相电动机种类及特性 在家用电器设备中，常配有小型单相交流感应电动机。交流感应电动机因应用类别的差异，一般可分为分相式电动机、电容启动式电动机、永久分相式电容电动机、罩极式电动机、永磁直流电动机及交直流电动机等类型。 一般的三相交流感应电动机在接通三相交流电后，电机定子绕组通过交变电流后产生旋转磁场并感应转子，从而使转子产生电动势，并相互作用而形成转矩，使转子转动。但单相交流感应电动机，只能产生极性和强度交替变化的磁场，不能产生旋转磁场，因此单相交流电动机必须另外设计使它产生旋转磁场，转子才能转动，所以常见单相交流电机有分相启动式、罩极式、电容启动式等种类。 １．分相启动式电动机 分相式电动机广泛应用于电冰箱、洗衣机、空调等家用电器中。该电机有一个鼠笼式转子和主、副两个定子绕组。两个绕组相差一个很大的相位角，使副绕组中的电流和磁通达到最大值的时间比主绕组早一些，因而能产生一个环绕定子旋转的磁通。这个旋转磁通切割转子上的导体，使转子导体感应一个较大的电流，电流所产生的磁通与定子磁通相互作用，转子便产生启动转矩。当电机一旦启动，转速上升至额定转速７０％时，离心开关脱开副绕组即断电，电机即可正常运转。 ２．罩极式电动机 罩极式单相交流电动机，它的结构简单，其电气性能略差于其他单相电机，但由于制作成本低，运行噪声较小，对电器设备干扰小，所以被广泛应用在电风扇、电吹风、吸尘器等小型家用电器中。罩极式电动机只有主绕组，没有副绕组（启动绕组），它在电机定子的两极处各设有一副短路环，也称为电极罩极圈。当电动机通电后，主磁极部分的磁场产生的脉动磁场感应短路而产生二次电流，从而使磁极上被罩部分的磁场，比未罩住部分的磁场滞后些，因而磁极构成旋转磁场，电动机转子便旋转启动工作。罩极式单相电动机还有一个特点，即可以很方便地转换成二极或四极转速，以适应不同转速电器配套使用。 ３．电容式启动电动机 该类电动机可分为电容分相启动电机和永久分相电容电机。这种电机结构简单、启动快速、转速稳定，被广泛应用在电风扇、排风扇、抽油烟机等家用电器中。电容分相式电动机在定子绕组上设有主绕组和副绕组（启动绕组），并在启动绕组中串联大容量启动电容器，使通电后主、副绕组的电相角成９０°，从而能产生较大的启动转矩，使转子启动运转。 对于永久分相电容电动机来说，其串接的电容器，当电机在通电启动或者正常运行时，均与启动绕组串接。由于永久分相电机其启动的转矩较小，因此很适于排风机、抽风机等要求启动力矩低的电器设备中应用。电容式启动电动机，由于其运行绕组分正、反相绕制设定，所以只要切换运行绕组和启动绕组的串接方向，即可方便实现电机逆、顺方向运转。 ４．交、直流两用电动机 一般常用单相交流电动机，在交流５０Ｈｚ电源中运行时，电动机转速较高的也只能达每分钟３０００转。而交直流两用电动机在交流或直流供电下，其电机转速可高达２００００转，同时其电机的输出启动力矩也大，所以尽管电机体积小，但由于转速高输出功率大，因此交直流两用电动机在洗衣机、吸尘器、排风扇等家用电器中得以应用。 交、直流两用电动机的内在结构与单纯直流电机无大差异，均由电机电刷经换向器将电流输入电枢绕组，其磁场绕组与电枢绕组构成串联形式。为了充分减少转子高速运行时电刷与换向器间产生的电火花干扰，而将电机的磁场线圈制成左右两只，分别串联在电枢两侧。两用电机的转向切换很方便，只要切换开关将磁场线圈反接，即能实现电机转子的逆转或顺转。
单相电机的倒顺开关接线及原理 有不少电工对单相电机的接线搞不清。我先对单相电机的正反转原理讲一下。单机电机里面有二组线圈，一组是运转线圈(主线圈)，一组是启动线圈(副线圈)，大多的电机的启动线圈并不是只启动后就不用了，而是一直工作在电路中的。启动线圈电阻比运转线圈电阻大些，量下就知了。启动的线圈串了电容器的。也就是串了电容器的启动线圈与运转线圈并联，再接到220V电压上，这就是电机的接法。当这个串了电容器的启动线圈与运转线圈并联时，并联的二对接线头的头尾决定了正反转的。比起三相电动机的顺逆转控制，单相电动机要困难得多，一是因为单相电动机有启动电容、运行电容、离心开关等辅助装置，结构复杂；二是因为单相电动机运行绕组和启动绕组不一样，不能互为代用，增加了接线的难度，弄错就可能烧毁电动机。 有接线盒的单相电动机内部接线图
上图,是双电容单相电动机接线盒上的接线图，图上清晰的反映了电动机主绕组、副绕组和电容的接线位置，你只需要按图接进电源线，用连接片连接Z2和U2，UI和VI，电动机顺转，用连接片连接Z2和U1，U2和VI，电动机逆转。 单相电动机各个元件也好鉴别，电容都是装在外面，用肉眼就可以看清楚接线位置（如上图）启动电容接在V2—Z1位置，运行电容接在V1—Z1间，从里面引出的线也好鉴别，接在（如上图）UI—U2位置的是运行绕组，接在Z1—Z2位置的是启动绕组、接在V1—V2位置的是离心开关。用万用表也容易区分6根线，阻值最大的是启动绕组，阻值比较小的运行绕组，阻值为零的是离心开关。如果运行绕组和启动绕组阻值一样大，说明这两个绕组是完全相同的，可以互为代用。单相电动机的绕组两端和电容两端不分极性，任意接都可以，但启动绕组和运行绕组不能接反，启动电容和运行电容不能接反，否则容易烧启动绕组 以下是自己为了消化吸收而画的接线图，在此献给广大电工朋友，希望能给大家带来一些帮助。本人学识粗浅，特建立 QQ群：79694587 以便大家相互学习。
交流单相电动机正反转接线(图) 220V交流单相电机一般都有两个绕组，其中阻值大的是启动绕组（也叫副 绕组），阻值小的是运行绕组（也叫主绕组），如果两绕组阻值相同，则不用区分启动绕组和运行绕组，任一组都可作启动绕组或运行绕组。用万用表找到引出端测量电阻就可以发现了：对于起动绕组与运行绕组的判断，通常起动绕组比运行绕组直流电阻大很多，用万用表可测出。一般运行绕组直流电阻为几欧姆，而起动绕组的直流电阻为十几欧姆到几十欧姆。电阻最大的是两线圈的串联阻值，最小的是运行绕组，连接电源，阻值在中间的就是启动绕组，串联电容后连接电源。 起动方式一般都是分相起动式，可分为以下几种： 第一种，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，洗衣机等电动机，如图1所示。 图1电容运转型接线电路 第二种，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，不参与运行工作，而电动机以运行绕组线圈继续动作。 图2电容起动型接线电路 第三种，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，如图3所示。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。
交流与直流电机调速方法分类原理优缺点应用 三相交流电机调速有哪些方法 1 变极调速.2变频调速.3变转差率调速... 三相交流电机有很多种。 1.普通三相鼠笼式。这种电机只能通过变频器改变电源频率和电压调速（F/U)。 2.三相绕线式电机，可以通过改变串接在转子线圈上的电阻改变电机的机械特性达到调速的目的。这种方式常用在吊车上。长时间工作大功率的绕线式电机调速不用电阻串接，因为电阻会消耗大量的电能。通常是串可控硅，通过控制可控硅的导通角控制电流。相当于改变回路中的电阻达到同上效果。转子的电能经可控硅组整流后，再逆变送回电网。这种方式称为串级调速。配上好的调速控制柜，据说可以和直流电机调速相比美。 3.多极电机。这种电机有一组或多组绕组。通过改变接在接线合中的绕组引线接法，改变电机极数调速。最常见的4/2极电机用（角/双Y)接。 4.三相整流子电机。这是一种很老式的调速电机，现在很用了。这种电机结构复杂，它的转子和直流电机转子差不多，也有换向器，和电刷。通过机械机构改变电刷相对位置，改变转子组绕组的电动势改变电流而调速。这种电机用的是三相流电，但是，严格上来说，其实它是直流机。原理是有点象串砺直流机。 5.滑差调速器。这种方式其实不是改变电机转速。而是改变和是电机轴相连的滑差离合器的离合度，改变离合器输出轴的转速来调速的。还有如，硅油离合器，磁粉离合器，等等，一此离合机械装置和三相电机配套，用来调速的方式。严格上来说不算是三相电机的调还方式。但是很多教材常常把它们算作调速方式和一种。 直流电机的调速方法 一是调节电枢电压，二是调节励磁电流，
而常见的微型直流电机，其磁场都是固定的，不可调的永磁体， 所以只好调节电枢电压，要说有那几种调节电枢电压方法， 常用的一是可控硅调压法，再就是脉宽调制法(PWM)。 PWM的H型属于调压调速。PWM的H桥只能实现大功率调速。国内的超大功率调速还要依靠可控硅实现可控整流来实现直流电机的调压调速。 还有弱磁调速，通过适当减弱励磁磁场的办法也可以调速。 直流电机与交流电机比较 最大的优点就是直流电机可以实现“平滑而经济的调速”；直流电机的调速不需要其它设备的配合，可通过改变输入的电压/电流，或者励磁电压/电流来调速。 交流永磁同步的调速是靠改变频率来实现的，需要变频器。 直流电机虽不需要其它的设备来帮助调速，但自身的结构复杂，制造成本高；在大功率可控晶闸管大批量使用之前，直流电动机用于大多的调速场合。在大功率可控晶闸管工业生产化后，交流电动机的调速变得更简单了，交流电动机的制造成本低廉，使用寿命长等优点就表现出来。 直流电机的3种调速方法各有什么优缺点? 不同的需要，采用不同的调速方式，应该说各有什么特点。 1.在全磁场状态，调电枢电压，适合应用在0~基速以下范围内调速。不能达到 电机的最高转速。 2.在电枢全电压状态，调激磁电压，适合应用在基速以上，弱磁升速。不能得到电机的较低转速。 3.在全磁场状态，调电枢电压，电枢全电压之后，弱磁升速。适合应用在调速范围大的情况。这是直流电机最完善的调速方式，但设备复杂，造价高。 直流电机调速一般采用脉冲宽度调制。
单相交流电机的工作原理 一、单相交流电动机只有一个绕组，转子是鼠笼式的。当单相正弦电流通过定子绕组时，电动机就会产生一个交变磁场，这个磁场的强弱和方向随时间作正弦规律变化，但在空间方位上是固定的，所以又称这个磁场是交变脉动磁场。这个交变脉动磁场可分解为两个以相同转速、旋转方向互为相反的旋转磁场，当转子静止时，这两个旋转磁场在转子中产生两个大小相等、方向相反的转矩，使得合成转矩为零，所以电动机无法旋转。当我们用外力使电动机向某一方向旋转时（如顺时针方向旋转），这时转子与顺时针旋转方向的旋转磁场间的切割磁力线运动变小；转子与逆时针旋转方向的旋转磁场间的切割磁力线运动变大。这样平衡就打破了，转子所产生的总的电磁转矩将不再是零，转子将顺着推动方向旋转起来。 要使单相电动机能自动旋转起来，我们可在定子中加上一个起动绕组，起动绕组与主绕组在空间上相差90度，起动绕组要串接一个合适的电容，使得与主绕组的电流在相位上近似相差90度，即所谓的分相原理。这样两个在时间上相差90度的电流通入两个在空间上相差90度的绕组，将会在空间上产生（两相）旋转磁场，在这个旋转磁场作用下，转子就能自动起动，起动后，待转速升到一定时，借助于一个安装在转子上的离心开关或其他自动控制装置将起动绕组断开，正常工作时只有主绕组工作。因此，起动绕组可以做成短时工作方式。但有很多时候，起动绕组并不断开，我们称这种电动机为电容式单相电动机，要改变这种电动机的转向，可由改变电容器串接的位置来实现。 在单相电动机中，产生旋转磁场的另一种方法称为罩极法，又称单相罩极式电动机。此种电动机定子做成凸极式的，有两极和四极两种。每个磁极在1/3--1/4全极面处开有小槽，把磁极分成两个部分，在小的部分上套装上一个短路铜环，好象把这部分磁极罩起来一样，所以叫罩极式电动机。单相绕组套装在整个磁极上，每个极的线圈是串联的，连接时必须使其产生的极性依次按N、S、N、S排列。当定子绕组通电后，在磁极
其实是这样，主线圈的1（2）接副线圈的2(1),这样就正传，反过来 主线圈的1（2）接副线圈的1（2），这样就反转， 以上两个图，一般的常规单相电机都可以用，不论他的主线圈与副线圈的参数一样不一样，另外还有一种单相电机，工作中需要他正反转，但是采用上面的办法，比较麻烦，实现自动控制，器件需要也多，所以就出现了，不分主副线圈的单相电机，就是主副线圈的参数一样，这种不分主副线圈的单相电机，除了用上面的这个办法外还可以这样 顺便说一下，洗衣机的电机就是不分主副的单相电机
第一个图和第二个是一样的，第二个比较清楚一点，第二个图还可以变形为这样，这样也可以实现反转 单相电机另一种画法 倒顺开关控制的单相电机正反转
落地扇电机接线图
来个用接触器控制的，单相电机正反转， 在KM1的下方红线和粉线互换，或者蓝线和黄线互换，电机就可以反转了KM1和KM2的二次线路就用三相电机的普通正反转互锁电路就行了
如何实现单相异步电动机的正反转? 单相异步电动机，如图所示。它有主绕组A1-A2，副绕组B1-B2+电容C组成。分布特点：在空空间互差90o。 设流过主绕组的电流为I a，流过副绕组的电流为I b。一般情况下，工作绕组的匝数多，电感大，是感性负载，那么I a在相位上滞后电源电压。 如图所示，因为I b比I a超前90o，这样在定子里就产生了旋转磁场，其旋转磁场为顺时针方向。 那么我们要实现反转，只要让I b滞后于I a 90°(或者换句话说，让I a超前I b 90°)。要实现这个很简单，只要ib翻转180°(或者ia翻转180°)就能实现了。 起动绕组中串有电容，适当选取电容值，就可以使起动绕组为容性负载，那么Ｉb在相位是超前电源电压。只要我们选择合适的电容，就可以使I b超过I a 90°。 那么如何实现I b翻转180°(或者I a翻转180°)呢？我们从它的接线图上可以看出，实际上主绕组同副绕组是接在同一个电源上的，也就是说他们的电压是同相位的。那要是我们把主绕组的L接A1 N接A2换一下，改成L接A2 N接A1，副绕组不变，维持L接B1 N接B2。那么主绕组的电压和副绕组的电压就有180°的相位差，也就是说主绕组的电流也翻转了180°。这时我们就实现了I b 滞后于I a 90°(或者换句话说，让I a超前I b 90°)。旋转磁场的方向为逆时针。实现了反转。 备注:实际应用中单相异步电动机有3种引线方式：
详解单相电机电容接线图 220V交流单相电机起动方式大概分一下几种：第一种，分相起动式，如图1所示，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。接线图 第二种，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，如图2。 第三种，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。如图3。838电子 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，耐压一般都大于400V。 正反转控制： 图4是带正反转倒顺开关的接线图，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。 图1，图2，图3，图5 正反转控制，只需将1-2线对调或3-4线对调即可完成逆转。 对于图1，图2，图3，的起动与运行绕组的判断，通常起动绕组比运行绕组直流电阻大很多，用万用表可测出。一般运行绕组直流电阻为几欧姆，而起动绕组的直流电阻为十几欧姆到几十欧姆。
图1 电容运转型接线电路 图2 电容起动型接线电路 图3 电容启动运转型接线电路（双值电容器）
单相电机启动原理 摘要: 220V交流单相电机起动方式大概分以下几种：第一种，分相起动式，如图1所示，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。第二种，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。 单相电不能产生旋转磁场.要使单相电动机能自动旋转起来，可在定子中加上一个起动绕组，起动绕组与主绕组在空间上相差90度，起动绕组要串接一个合适的电容，使得与主绕组的电流在相位上相差90度，即所谓的分相原理。这样两个在时间上相差90度的电流通入两个在空间上相差90度的绕组，将会在空间上产生（两相）旋转磁场，在这个旋转磁场作用下，转子就能自行启动旋转起来。 它有两个绕组，一般主绕组线径较大一点，还有一个启动绕组（副绕组），启动绕组串联一个电容器，是它的电压迟后电流90度，这样两组绕组得到不同的磁场，形成了旋转磁场，电动机就转起来了。 220V交流单相电机起动方式大概分以下几种： 第一种，分相起动式，如图1所示，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。 第二种，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，如图2。
第三种，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。如图3。 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： 图4是带正反转开关的接线图，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。 图1，图2，图3，正反转控制，只需将1-2线对调或3-4线对调即可完成逆转。 对于图1，图2，图3，的起动与运行绕组的判断，通常起动绕组比运行绕组直流电阻大很多，用万用表可测出。一般运行绕组直流电阻为几欧姆，而起动绕组的直流电阻为十几欧姆到几十欧姆。
单相电机的工作原理 当绕组中通入单相交流电流后，产生一个强弱和正负不断变化的交变脉动磁场。这磁场没有旋转性，不能象三相电机那样使转子自行起动。但用外力使转子往任一方向转动一下，则转子便会按外力作用方向继续旋转，并逐步提高转速达到稳定运状态。为了克服不能自行起动的缺点，设计了各种起动方法，按起动方法的不同，电机可分成五类：罩极式、分相式、电容式、通用(串激)式和推斥式。这几种起动方式都是促使单相电源分裂为两相，从而产生旋转磁场，使电机自行起动旋转 单相异步电动机的工作原理 在交流电机中，当定子绕组通过交流电流时，建立了电枢磁动势，它对电机能量转换和运行性能都有很大影响。所以单相交流绕组通入单相交流产生脉振磁动势，该磁动势可分解为两个幅值相等、转速相反的旋转磁动势和，从而在气隙中建立正传和反转磁场和。这两个旋转磁场切割转子导体，并分别在转子导体中产生感应电动势和感应电流。 该电流与磁场相互作用产生正、反电磁转矩。正向电磁转矩企图使转子正转；反向电磁转矩企图使转子反转。这两个转矩叠加起来就是推动电动机转动的合成转矩。 电容分相式起动工作原理 启动时开关K闭合，使两绕组电流I1,I2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。 罩极式单相电机的工作原理 定子通入电流以后，部分磁通穿过短路环，并在其中产生感应电流。短路环中的电流阻碍磁通的变化，致使有短路环部分和没有短路环部分产生的磁通有了相位差，从而形成旋转磁场，使转子转起来。
控制回路要先将分别控制正反转停止的两个按钮串联接好，随后将两个分别控制正反转启动的两个按钮并联接好后与停钮的一端接好，停钮的另一端准备与电源连接，然后再把分别正转反转主接触器的常开辅助接点分别并联在各自相对应的启动按钮两端，之后再将各自主接触器的常闭辅助接点串联到对方的启动回路中，也就是说正转的常闭串接在反转启动按钮的一端，相对应反转的常闭接点要与正转的启动按钮一端串联，起到互锁的作用，（就是说正转运行时期接触器常闭辅助接点会将反转的启动回路断开，反之则依然是这个道理，为的是防止同时期按下下按钮会造成一次回路的相间短路，这个待会再解释），然后将两个常闭接点的另一端分别与所对应的启动回路的主接触器的线圈一段进行连接（就是说控制正转地启动的回路就串接正转接触器的线圈一段，反转起动控制回路就与反转的主接触器线圈一端串接，不要弄混了）将两个线圈的另一端并联接在一起后接入热继电器的常闭接点的一端，热继电器常闭接点的另一端准备与中性点N或另一相线连接，这要看主接触器线圈的电压（220V就与中性点N连接，380v的话就接另外一相线），还需要在控制回路的最前端即停止按钮准备接电源的一端在接相线制前要经过一个控制保险，现在只能说控制回路接好了。 下面就接主回路，主回路需要2个接触器，分别用于正转和反转时接通主回路，所以将两个接触器主触头的上端分别与三相交流电源的3条相线连接，而主触头的下端对应的触头上则要将其中任意两条线互换一下，然后按照互换以后的顺序接入电动机绕组连接好以后的3个连接片上(比如说三相电源ABC顺序接到一个接触器上口，并在此处按照相同的顺序与另外一个接触器上口并联，然后其中一个接触器的下口还按照ABC的顺序引出线接到电机绕组连接片，而同时要按照ACB或BAC或CBA的顺序将引出线接到另外一个接触器的下口)，另外还要在接触器到电机接线盒接线处之间先行串接热继电器的主接点，同时还要在电源引线与接触器上口之间串接熔断器。这样全部回路大致接好了。 短路保护由熔断器担负，过载有热继电器承担。 这个回路是比较简单的，大致原理是保证电机正转时反转不能接通，而反转时正转也不能接通，否则同时吸合接触器就会使三相交流电在接触器下口形成短路，所以要在回路中加闭锁，再有就是无论反转还是正转都要求随时可以停止电机运行，因此停止按钮要串联，起纽要并联。
3 结束语 利用晶闸管设计静止式变频电源,目前已成为矿井提升机低频拖动一个重要的研究开发方向[6],在具体设计开发过程中如果能尽可能利用其他辅助工具,如用S函数设计数字触发器和用Matlab建模等,不但可以最大程度地降低设计成本,而且可以很方便地对矿井提升机低频电源进行仿真设计。 参考文献: [1] 赵良炳.现代电力电子技术[M].北京:清华大学出版 社,1995. [2] Chen Z,S pooner E.A AC to AC converter with thyristor in2 verter and active compensation[C].P ower E lectronics and S peed Drives C on ference1996.[3] 易灵芝,王根平.基于T MS320LF2407A的三相低频电源 设计[J].矿山机械,2003,31(12):6769. [4] 魏克新.王云亮.M AT LAB语言与自动控制系统[M].北 京:机械工业出版社,1999. [5] 易灵芝,王根平.用Delphi实现矿井提升机低频电源装 置中可控硅触发角的计算[J].煤矿机械,2004,(3):17 19. [6] 马小亮.大功率交-交变频调速及矢量控制技术[M]. 北京:机械工业出版社,1999. 作者简介:易灵芝 (1966),女,湖南宁乡人,湘潭大学信息工程学院硕士研究生导师,副教授,2000年度湖南省普通高等学校青年骨干教师培养对象,研究方向为计算机测控技术、交流调速与电力电子装置;王根平 (1966),男,江西南昌人,浙江大学浙江大学机电系博士,高工,研究方向为计算机测控技术、通信及信号处理。 收稿日期:2004-05-19一种单相异步电动机调速系统 赵红菊1,杨 勇1,王孝武2 (1.哈尔滨工程大学,黑龙江哈尔滨,150001;2.哈尔滨市整流设备厂,黑龙江哈尔滨,150023) A K ind of Regulation S peed System for Single Asynchronous M otor ZH AO H ong-ju1,YANG Yong1,WANG Xiao-wu2 (1.Harbin Engineering University,Harbin150001,China;2.Harbin C ommute Factory,Harbin150023,China) 摘要:介绍了一种使用双向可控硅调压的小功率交流闭环调速系统。详细说明系统各组成部分及原理,并根据单相异步电动机的启动特性,设计出一种将双极性信号变为单极性信号并解出方向信号的控制电路。 关键词:单相异步电动机;交流调速;双向晶闸管 中图分类号:TP272 文献标识码:A 文章编号:1001-2257(2004)08-0034-03 Abstract:A kind of speed regulation system for AC -m otor using TRI AC was introduced in this paper.The system and the principle of each part were given in detail. Meanwhile,according to the start-trait of single asyn2 chronous m otor,the double-polar being trans formed into single-polar and giving signal-direction,a circle was designed. K ey w ords:single asynchronous m otor;AC regula2 tion speed;TRI AC 0 引言 单相异步电动机具有结构简单、成本低廉、运行可靠等优点,因而在小功率自动控制装置中得到了广泛应用[1]。但是由于单相异步电动机自身没有启动能力即启动转矩为零,所以要对单相异步电动机进行调速,必须对电动机产生启动转矩采取合适的方法。 1 单相异步电动机调速原理[2-3] 电容运转式异步电动机的接线原理如图1所示。电动机定子上有2个绕组AX和BY,分别称主绕组和副绕组,其轴线在空间相互垂直。在2个绕 ? 4 3 ?《机械与电子》2004(8)
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
单相异步电动机的几种调速方法 异步电动机虽非转速固定不变，但基本上取决于旋转磁场的固定转速，而这又由电源频率及绕组极对数决定的。改变频率的设备复杂昂贵，多在三相电动机中应用。日常工作中单相异步电机较常用的有绕组变极调速、串联电抗器调速、绕组抽头调速和电子调速等几种调速方法。 一、绕组变极调速 在单相洗衣机电动机中，因洗涤和脱水状态需要很大的转速差，所以很适宜于变极调速。 二、单相异步机的串联电抗器调速 串联电抗器调速，实质是降压调速，电源电压本身没有变化，但一相绕组中串入了电抗器线圈使总匝数提高后，气隙中磁通量则要减少，拖动转距一瞬间也会变小，转子转速就要下降，以补充转子电流的不足，这就是降压引起了降速。台扇、吊扇用电动机，常用这种电抗器方法来调速。 电容式电动机通过电抗器调速的接线图如图～～所示。图中～的电抗器作用仅是降压：图～～中的除降压外还用作指示灯电源。电抗器本身两部分线圈～～～（称作电珠线圈）和～～～（称作调速线圈）应该反极性串联，以减少铁心中磁动势的波动。电抗器需与风扇配套使用，……. 三、单相电动机自耦变压器调速 自耦变压器调速原理与电抗器调速原理基本相同，它比电抗器所耗用的材料较多，但启动性能有较大的改善。它的接线有三种方式，如图～所示。图1）的特点是只改变主绕组工作电压；2）是主绕组回路的工作电压在不同转速时变化较大；3）接法可使主、副绕组回路电压始终相同。 四、电容器调速 电容器调速是将不同容量的电容器与电动机串联，使回路感抗与容抗的差值变化，使工作电流改变达到调速的目的。电扇电容器调速接线图如～所示。 四、单相异步电动机的抽头调速 降压调诉措施中，对电容电动机来说，最常用的方法是绕组抽头调诉，因为它最简单、经济，尽管绕线、嵌线、接线复杂，与调速开关的连线也较多。所谓抽头调速。实际上是除主副绕组外，增加了一个调速绕组，它本身也分成好几档，以不同档次来改变主副相绕组的相对联结位置的不同，可归纳为六个类型： L Ⅰ、L Ⅱ、L Ⅲ、L Ⅳ、T Ⅰ、T Ⅱ方式。如图～所示。 ⅢⅠ
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 图1 单相交变磁场 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。 3．由于转子中存在着方向相反的两个 电磁转矩，因此理想空载转速n 0小于旋转磁 场的转速n 1；与同容量的三相异步电动机相 比，单相异步电动机额定转速略低，过载能 力、效率和功率因数也较低。 二、 单相异步电动机的启动 单相异步电动机由于启动转矩为零，所以不能自行启动。为了解决单相异步电动机的启动问题，可在电动机的定子中加装一个启动绕组。如果工作绕组与启动绕组对称，即匝数相
Q 3通过1k 8电阻接CD 4017的清零端,即当Q 2一路彩灯熄灭后,下一时钟周期4017计 数器清零,Q 0为高电平,由此完成Q 0-Q 1-Q 2-Q 0即红-绿-蓝-红的闪光过程。若彩灯路数多于三组,则流水效果会更好,这时应 将清零控制端接至下一位,如四路则接Q 4,五路则接Q 5,依此类推。发光二极管L ED 2闪亮显示555振荡输出正常,L ED 1显示+5V 电源正常。为将强、弱电隔离,使用了可 控硅输出的光电耦合器M OC 3041,这也使彩灯开关控制部分没有机械触点。各路放大驱动、隔离触发电路均相同,故只将第一路标出参数。5A 保险管是为防止彩灯灯口或线路在短路时烧毁可控硅而设。 元件选择 三极管9013要求Β>50;光电耦合器用 M OC 3041,其输出端耐压400V ;双向可控硅采用6A 600V 的;电源电路为典型的串联稳压电路。其余元件无特殊要求。 安装调试本电路只要元器件质量无问题,装配无差错,装好后经调试即可正常工作。注意每组灯泡电流之和不要超过可控硅和保险管的额定电流。若用5W 的彩灯灯泡,每路不得多于220只。以每米用3只灯泡计,220米长的彩灯串已足够一般建筑物装饰用。若路数多于三组,长度还可增加。闪烁速度由100k 8电位器决定。如图中所示参数,闪亮周期在011～115秒之间,可选择调整在满意的位置。 小型单相交流电机简易调速器 麻鸿儒 侯 勇 (东北电力学院电机教研室,吉林市,132012) 本文介绍一种利用双向晶闸管进行相位控制、用简单方法实现小容量单相电机调速的方法。此方法不局限于单相电机范畴使用,还可以用于温度控制及舞台灯光照明亮度控制等场合。接线如图1所示 。 图1 简易调速器接线图 它的工作原理是当接通市电220V 电源后,电源电压通过R 1和R 2向电容C 1充电, 其充电电压u C1的波形如图2所示 。 图2 u C1波形 当充电电容C 1两端电压u C1的峰值达到发光氖管的阻断电压u S 或u R 后,发光氖管明亮,从而K S 被触发导通。K S 的触发角的大小是通过改变C 1充电时间常数(R 1+R 2)? —44—电子与自动化1997年第1期