华中科技大学：《机电传动控制》课程教学资源（PPT课件）第五章 交流电动机的工作原理及特性（5.7）单相异步电动机的基本结构和工作原理

5.7单相异步电动机的基本结构和工作原理 特点: 为小容量的电动机,从几瓦到几百瓦 2.由单相交流电源供电的旋转电机; 3.具有结构简单、成本低廉、运行可靠等一系列优点。 所以单相异步电动机被广泛用于电风扇、洗衣机、电唱机、吸 尘器、医疗器械及自动控制装置中

5．7 单相异步电动机的基本结构和工作原理 特点： 1. 为小容量的电动机，从几瓦到几百瓦； .. 2. 由单相交流电源供电的旋转电机； 3. 具有结构简单、成本低廉、运行可靠等一系列优点。 所以单相异步电动机被广泛用于电风扇、洗衣机、电唱机、吸 尘器、医疗器械及自动控制装置中

单相异步电动机的磁场 单相异步电动机的定子绕组为单相,转子一般为鼠笼式。 当接入单相交流电源时,它在定、转子气隙中产生一个如图所 示的脉动磁场。 由上可见: 此磁场在空间并不旋转, 只是磁通或磁感应强度的大小 随时间作正弦变化,即 B=B. sin ot

一、 单相异步电动机的磁场 单相异步电动机的定子绕组为单相，转子一般为鼠笼式。 当接入单相交流电源时，它在定、转子气隙中产生一个如图所 示的脉动磁场。 由上可见： 此磁场在空间并不旋转， 只是磁通或磁感应强度的大小 随时间作正弦变化，即 B B sin t = m 

在电机系统中,常把磁通大小随时间做正弦变化的磁场称脉动 磁场,其磁场曲线如图(a)所示 BI ts to t, Is B 可以证明,一个空间轴线固定而大小按正弦规律变化的脉动磁 场(用磁感应强度B表示),可以分解成两个转速相等而方向相反 的旋转磁场Bm和Bm2,如图(b)所示,磁感应强度的大小为 B 2 B./2 两个旋转磁场的同步转速为:n60

在电机系统中，常把磁通大小随时间做正弦变化的磁场称脉动 磁场，其磁场曲线如图(a)所示 可以证明，一个空间轴线固定而大小按正弦规律变化的脉动磁 场（用磁感应强度B表示），可以分解成两个转速相等而方向相反 的旋转磁场 Bm1 和 Bm2 ，如图（b）所示，磁感应强度的大小为： Bm1 = Bm2 = Bm / 2 两个旋转磁场的同步转速为： p f n 60 0 =

B Bn BmlB Bn B Br B B B B=B f6 Bml B b)脉动磁场的分解 B B 如果仅有一个单相绕组,则在通电前转子原来是静止的,通电 后转子仍将静止不动

如果仅有一个单相绕组，则在通电前转子原来是静止的，通电 后转子仍将静止不动

两个旋转磁场分别作用于鼠笼式转子而产生两个方向相反的转 矩,如图所示 若此时用手拔动它,转子便顺着拔动方向转动起来,最后达到 稳定运行状态 单相异步电动机没有启动能力,但一经推动后,它却能转动起 来

两个旋转磁场分别作用于鼠笼式转子而产生两个方向相反的转 矩，如图所示。 若此时用手拔动它，转子便顺着拔动方向转动起来，最后达到 稳定运行状态。 单相 异步电动机没有启动能力，但一经推动后，它却能转动起 来

由此可得出结论 (1)在脉动磁场作用下的单相异步电动机没有启动能力,即启 动转矩为零; (2)单相异步电动机一旦启动,它能自行加速到稳定运行状态 其旋转方向不固定,完全取决于启动时的旋转方向。 因此,要解决单相异步电动机的应用问题,首先必须解决它的 启动转矩问题

由此可得出结论： （1）在脉动磁场作用下的单相异步电动机没有启动能力，即启 动转矩为零； （2）单相异步电动机一旦启动，它能自行加速到稳定运行状态， 其旋转方向不固定，完全取决于启动时的旋转方向。 因此，要解决单相异步电动机的应用问题，首先必须解决它的 启动转矩问题

单相异步电动机的启动方法 单相异步电动机在启动时若能产生一个旋转磁场,就可以建立 启动转矩而自行启动,下面介绍常见的单相异步电动机。 电容分相式异步电动机 如图所示为电容分相式 QC 异步电动机的接线原理图

二、单相异步电动机的启动方法 单相异步电动机在启动时若能产生一个旋转磁场，就可以建立 启动转矩而自行启动，下面介绍常见的单相异步电动机。 电容分相式异步电动机 如图所示为电容分相式 异步电动机的接线原理图

当选择参数使BY绕组中的电流在相位上超前AX绕组中的电流 90时,通电后能在定、转子气隙内产生一个旋转磁场,如图所示: B B T4m/2 T/8 X t=T/8 t=t/4 T=t/2 在此旋转磁场作用下,鼠笼转子将跟着旋转磁场一起旋转

当选择参数使BY绕组中的电流在相位上超前AX绕组中的电流 900时，通电后能在定、转子气隙内产生一个旋转磁场，如图所示： 在此旋转磁场作用下，鼠笼转子将跟着旋转磁场一起旋转

若在启动绕组BY支路中,接入 离心开关QC,如图所示。电动机 启动后,当转速达到额定值附近时, 借离心力的作用,将QC打开,此后 电动机就成为单相运行了,此种结 构型式的电动机,称为电容分相式 电动机。也可不用离心开关,即在 运行时并不切断电容支路

若在启动绕组BY支路中，接入 一离心开关QC，如图所示。电动机 启动后，当转速达到额定值附近时， 借离心力的作用，将QC打开，此后 电动机就成为单相运行了，此种结 构型式的电动机，称为电容分相式 电动机。也可不用离心开关，即在 运行时并不切断电容支路

值得指出,欲使电动机反 转,不能像三相异步电动机那 样掉换两根电源线来实现,必 G 须以掉换电容器C的串联位置 QB 来实现,如图所示,即改变QB 的接通位置,就可改变旋转磁 场的方向,从而实现电动机的 反转。洗衣机中的电动机,就 是靠定时器中的自动转换开关 来实现这种切换的

值得指出，欲使电动机反 转，不能像三相异步电动机那 样掉换两根电源线来实现，必 须以掉换电容器C的串联位置 来实现，如图所示，即改变QB 的接通位置，就可改变旋转磁 场的方向，从而实现电动机的 反转。洗衣机中的电动机，就 是靠定时器中的自动转换开关 来实现这种切换的