单相异步电动机的工作原理
单相异步电动机工作原理
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。
单相异步电动机的工作原理
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
设电动机转速为n,则对正转磁场而言,转差率s+为 S n1 n S n1
对反转磁场而言,转差率s-为
S n1 n 2 S n1
即当S 0时,S 2,当S 0时,S 2
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。
单相异步电机工作原理
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,广泛应用于家庭和工业领域。了解其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。
二、电动机的基本结构
单相异步电动机由定子和转子组成。定子是固定部分,通常由铜线绕成的线圈构成。转子是旋转部分,通常由导体材料制成。
三、工作原理
1. 单相电源供电
单相异步电动机通过单相电源供电。电源提供的电流经过定子线圈产生旋转磁场,使转子开始旋转。
2. 定子线圈的工作原理
定子线圈由两个部分组成:主线圈和辅助线圈。主线圈是电动机的主要工作部分,辅助线圈用于启动电动机。
3. 启动电动机
在启动过程中,辅助线圈起到关键作用。当电动机通电时,辅助线圈产生一个起始磁场,这个磁场与主线圈的磁场相互作用,产生一个旋转磁场。这个旋转磁场使转子开始旋转。
4. 转子的工作原理
转子是由导体材料制成,当旋转磁场作用于转子时,转子中的导体会感受到磁场的力量,导致转子开始旋转。转子的旋转速度受到电源频率和负载的影响。
5. 单相异步电动机的运行
一旦电动机启动,辅助线圈的作用逐渐减弱,主线圈开始主导电动机的运行。主线圈产生的旋转磁场持续推动转子旋转,使电动机保持运转。
四、单相异步电动机的应用
单相异步电动机广泛应用于家庭和工业领域,例如:
- 家用电器:风扇、洗衣机、冰箱等。
- 办公设备:打印机、复印机等。
- 工业机械:泵、风机、压缩机等。
五、维护和保养
为了保持单相异步电动机的正常运行,以下是一些维护和保养的建议:
1. 定期清洁电动机,确保无尘和无杂质。
单相异步电动机的工作原理
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。
单相异步电动机的原理、结构和分类
电流增大
达到最大值瞬间
电流减小
单相异步电动机
隐极式定子绕组的分布排列
定子绕组接线
绕组排列
罩极式单相异步电动机的主要优点是结构简单、制造方便、成本
低、运行噪声小、维护方便。缺点是启动和运行性能较差,旋转方
向只能由未罩部分向被罩部分旋转,主要用于小功率空载启动的场
合,如台扇、各种仪表风扇、换气扇、录音机、电动工具及计算机
两相绕组产生的旋转磁场
单相异步电动机
单相异步电动机在旋转磁场作用下,产生启动转矩,在其作用 下,转子顺着旋转磁场旋转方向开始转动。单相异步电动机转子旋 转以后,启动绕组就失去作用,如果此时将启动绕组的电源断开, 其工作绕组中电流产生的磁场为脉动磁场,这时脉动磁场就会在转 子上产生一个与旋转磁场转动方向一致的电磁转矩,拖动转子继续 按原来旋转方向转动下去,电动机轴上输出机械能。
电流启动型继电器电动机工作原理图 电压启动型继电器电动机工作原理图
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单相异步电动机
2.离心开关
它是较常用的启动开关,一般安装
在电动机端盖边的转子上。当电动机转
子静止或转速较低时,离心开关的触头
在弹簧的压力下处于接通位置;当电动
机转速达到一定值后,离心开关中的重 球产生的离心力大于弹簧的弹力,则重 球带动触头向右移动,触头断开。
PTC元件温度—电阻特性和启动电路
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用的电动机类型,广泛应用于家庭和工业领域。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。
二、工作原理
单相异步电动机的工作原理基于电磁感应和旋转磁场的原理。它由定子和转子
两部分组成。
1. 定子
定子是电动机的固定部分,通常由铁心和绕组组成。绕组由若干个线圈组成,
每个线圈都与电源相连。当电源通电时,线圈中会产生电流,形成磁场。
2. 转子
转子是电动机的旋转部分,通常由铁心和导体组成。转子周围有一个短路铜环,称为“短路环”。当电源通电时,定子的磁场会引起转子中的感应电流。感应电流在转子内部产生一个旋转磁场,这个旋转磁场与定子的磁场相互作用,产生力矩,从而使转子旋转。
3. 启动方式
单相异步电动机通常采用启动辅助装置来实现起动。常见的启动方式有启动电
容器和启动绕组。启动电容器可以产生一个较大的相位差,从而产生一个旋转磁场,帮助电动机起动。
4. 工作原理总结
当单相异步电动机通电时,定子绕组中的电流产生一个旋转磁场。这个旋转磁
场感应到转子中的导体,产生感应电流,从而在转子内部产生一个旋转磁场。转子的旋转磁场与定子的旋转磁场相互作用,产生力矩,使转子旋转,从而实现电动机的工作。
三、应用领域
单相异步电动机由于其简单、可靠、成本低等特点,广泛应用于家庭和工业领域。在家庭中,它常用于家用电器,如洗衣机、空调、风扇等。在工业领域,它常用于水泵、风机、压缩机等设备。
四、维护与保养
为了确保单相异步电动机的正常运行和延长其使用寿命,以下是一些建议的维
单相异步电动机教案
单相异步电动机教案
一、教学目标:
1.了解单相异步电动机的工作原理和组成结构;
2.掌握单相异步电动机的运行特性和相关参数的计算方法;
3.能够使用理论知识解决单相异步电动机的实际问题。
二、教学重点与难点:
1.单相异步电动机的工作原理;
2.单相异步电动机的相关参数计算方法。
三、教学内容与过程:
1.导入(5分钟)
以日常生活中使用的单相异步电动机为例,引发学生对单相异步电动
机的兴趣和好奇心,引入本节课的学习内容。
2.理论讲解(20分钟)
(1)单相异步电动机的工作原理:
-介绍单相异步电动机的组成结构,包括定子、转子和励磁部分;
-讲解单相异步电动机的工作原理,包括借助辅助启动装置实现起动、通过向定子加一个人工产生的旋转磁场使得转子开始转动。
(2)单相异步电动机的性能参数:
-介绍单相异步电动机的额定功率、额定电压、额定转速等基本参数;
-讲解单相异步电动机的效率、功率系数、力矩等相关参数,并给出计算公式;
-解释单相异步电动机的负载特性曲线的含义。
3.实例分析(30分钟)
通过几个具体的实例分析,帮助学生理解和掌握单相异步电动机的运行特性和相关参数的计算方法。
4.计算练习(15分钟)
为了巩固所学知识,布置一些计算练习题,要求学生独立完成,并互相交流答案。
5.小结与反思(10分钟)
总结本节课的重点内容,并对学生的学习情况进行反思和讨论。
四、教学评价方法:
1.出席和参与情况;
2.计算练习的完成情况;
3.学生对教学内容的理解和掌握情况。
五、教学资源:
1.课件和教材;
2.单相异步电动机的实物或模型。
六、教学延伸:
单相异步电动机结构与工作原理
单相异步电动机结构与工作原理
单相异步电动机是一种常见的电动机,在家庭和工业应用中广
泛使用。本文将介绍单相异步电动机的结构和工作原理。
一、单相异步电动机的结构
单相异步电动机一般由转子、定子、端盖、轴承、风扇,以及
连线板等组成。其中,定子和转子是单相异步电动机最核心的组件。
1. 定子
单相异步电动机的定子一般由一个圆柱形的铁芯(又称铁心)
和绕在铁心上的线圈组成。铁心负责固定线圈,而线圈则通过电磁
作用力产生旋转力。
2. 转子
单相异步电动机的转子一般也是由圆柱形的铁芯和绕在铁芯上
的线圈组成。不同的是,转子的线圈不是直接与电源相连,而是通
过定子上的线圈和电源产生交互作用。
3. 端盖和轴承
单相异步电动机的端盖被用来保护转子和定子。而轴承则被用
来支撑转子和定子并减少摩擦。端盖和轴承的材料通常是金属或塑料。
4. 风扇
单相异步电动机的风扇用来产生强制对流并防止电机过热。风
扇的材料通常是塑料或金属。
5. 连线板
单相异步电动机的连线板被用来将线圈连接到电源。它通常包含一个或多个接线柱和几条导线。
二、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和磁场相互作用。当电压被施加在定子线圈上时,线圈会产生一个交变的磁场。这个磁场会引起转子线圈中的电流。
转子线圈中的电流产生的磁场会与定子的磁场相互作用,从而产生一个旋转力。这个旋转力越强,转子转速也就越快。
当转子开始旋转,它的旋转运动会产生一个旋转磁场。这个旋转磁场会相对于定子线圈的磁场受到异步响应。这种异步响应导致了转子始终低于定子旋转速度的现象。
为了防止转子达到过高的速度,单相异步电动机通常使用起动电容器或偏置电容器。这些电容器将相位差引入定子线圈中,从而使转子的速度始终保持与定子一致。
单相异步电动机的基本知识
单相异步电动机的基本知识
一、单相电动机的特点及应用
利用单相交流电源供电的异步电动机称为单相异步电动机。与同功率的三相异步电动机相比,单相异步电动机的体积较大,运行性能较差。因此单相异步电动机一般只制成小型和微型系列,功率由几瓦,几十瓦到儿百瓦,功率在千瓦以上的非常少见。表3-1,表3 -2列出了此类小功率电动机的性能特点及应用。
二、单相异步电动机的工作原理
单相异步电动机定子是单相供电,当定子统组通入正弦交流电时,产生一个随电流波形的变化作同步变化的脉振磁场。
某一瞬间脉振磁场的方向如图3-1中的虚线所示。这样的脉振磁场,可以分解为大小相等、转速相同但转向相反的两个旋转磁场,通常把逆时针方向旋转的磁场称为正序磁场,把顺时针方向旋转的磁场称为负序磁场.当转子静止不动时,这两个大小相等,、方向相反的磁场在转子上感应出的电流也是大小相等方向相反。这两个电流和其对应的旋转磁场相互作用而产生的正、负序转矩也大小相等、方向相反,其合成转矩为零,因此,电动机不能启动,当外力推动转子之后,转子电流对定子正、负序旋转磁场的去磁作用不同,而使气隙中的合成磁场成为椭圆旋转磁场,对转子产生异步转矩,使转子继续转动。
为了使单相异步电动机无需外力推动而自行启动,就必须采取一些特别措施,以使电动机启动时能在气隙中形成一个旋转磁场。由电磁感应原理可知,当两个磁通的空间位置不同、在时间上又有相位差时就会产生旋转磁场,通常使用的方法有两种,这样单相异步电动机就分为分相式电动机和罩式电动机两大类。
三、分相式单相异步电动机
1.分相式单相异步电动机的工作特点
单相异步电动机的工作原理
单相异步电动机的工作原理
单相异步电动机是一种通过电磁感应原理实现转动的电动机。它的工作原理基于相位差的产生和旋转磁场的感应。
具体来说,单相异步电动机的转子采用铝条或铜条等导体材料制作,被安装在电机的轴上,并与电源相连,形成一个闭合的回路。当电机通电时,电流经过转子产生旋转的磁场。
同时,定子中产生的磁场也与转子磁场相互作用。在正常情况下,转子的磁场和定子的磁场是同步的,它们的磁场线是平行的。
然而,由于单相电源的电流是单一的交流电,其波形为正弦波。在正弦波的一周期内,有两个正向电流峰值和两个零点,这意味着电流方向和大小在时域上是变化的。
因此,在一个周期内,转子的磁场也需要改变其方向和大小,以适应电流的变化。为实现这一变化,转子上的铝条或铜条需要有电流的流动,并且需要考虑到电流方向的变化。
在铝条或铜条受到电流的作用时,由于电阻存在,会产生电流的流动和磁场的产生。这个磁场会与定子磁场相互作用,产生一个力矩,驱使转子转动。这个过程通过电磁感应实现了电能转化为机械能的转变。
需要注意的是,由于单相电源的电流是交流的,且只有一个相位,所以单相异步电动机存在起动困难的问题。为了解决这个
问题,通常需要额外的启动装置(如启动电容器),以帮助转子起动并生成足够的转矩。
总的来说,单相异步电动机通过电磁感应的原理,利用电流的变化和磁场的相互作用,从而实现了由电能到机械能的能量转换。这使得单相异步电动机在家庭和办公环境中广泛应用于驱动各种设备和机械装置。
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。
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使用和维护机电具有重要意义。本文将详细介绍单相异步电动机的工作原理,包括构造、工作原理、启动方式以及应用范围等方面的内容。
二、构造
单相异步电动机由定子和转子两部份组成。定子是由若干个绕组和铁芯组成,
绕组通过电源供电产生磁场。转子则是由导体条(通常为铝条)组成的,通过磁场的作用而旋转。单相异步电动机通常还配备有起动电容器和启动继电器等辅助元件。
三、工作原理
1. 磁场产生
单相异步电动机通过定子绕组通电产生磁场。当电源接通后,电流通过定子绕
组产生的磁场与转子上的导体条相互作用,使得转子开始旋转。
2. 启动方式
为了使单相异步电动机能够自启动,通常采用启动电容器和启动继电器。启动
电容器通过与主回路并联的方式,提供额外的相位差来启动电动机。启动继电器则在电动机达到一定速度后自动切断启动电容器。
3. 工作原理
在单相异步电动机的工作过程中,由于惟独单相供电,无法产生旋转磁场,因
此需要通过启动电容器和启动继电器来产生额外的相位差。启动电容器通过改变电
流的相位差,使得转子能够旋转起来。一旦转子达到一定的转速,启动继电器会自动切断启动电容器,使电动机进入正常工作状态。
四、应用范围
单相异步电动机广泛应用于各个领域,特殊是家用电器和小型机械设备中。例如,家用洗衣机、冰箱、空调等电器设备中往往使用单相异步电动机作为驱动装置。此外,单相异步电动机还可以用于水泵、风扇、压缩机等小型机械设备。
单相异步电动机的工作原理
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,广泛应用于家用电器、小型机械设备等领域。它的工作原理是通过单相交流电源产生的磁场与电动机中的转子磁场之间的相互作用来实现转动。
1. 电动机结构
单相异步电动机由定子和转子两部分组成。定子是固定不动的部分,通常由绕组和铁芯构成。绕组由若干个线圈组成,通过电源输入交流电使绕组产生磁场。转子是转动的部分,通常由铁芯和导体构成。转子中的导体通过磁场的作用产生感应电流,从而产生磁场。
2. 工作原理
单相异步电动机的工作原理基于电磁感应和磁场相互作用的原理。当单相交流电源接通时,定子绕组中产生的交流电流会产生一个旋转磁场,这个磁场的方向会随着交流电的变化而变化。同时,转子中的感应电流也会产生磁场,这个磁场的方向与定子磁场相对。
由于转子磁场的方向与定子磁场相对,所以转子会受到一个旋转力矩的作用,从而开始转动。但由于单相交流电源的特性,转子无法自行启动转动,需要通过一些辅助装置来实现起动。常见的起动方式有启动电容器和启动绕组。
3. 启动电容器
启动电容器是一种常见的用于单相异步电动机起动的辅助装置。它通过串联在起动绕组上的电容器来改变电动机的电流相位,从而产生一个旋转磁场,使转子启动转动。启动电容器在电动机启动后会自动断开,不再起作用。
4. 启动绕组
启动绕组是另一种常见的用于单相异步电动机起动的辅助装置。它是一个与主绕组相互独立的绕组,通过与主绕组的磁场相互作用来产生一个旋转磁场,使转子启动转动。启动绕组在电动机启动后会自动断开,不再起作用。
单相异步电动机的工作原理
单相异步电动机的工作原理
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、工业设备等领域。它的工作原理是基于电磁感应和旋转磁场的相互作用。
1. 电磁感应原理
单相异步电动机的工作原理基于电磁感应现象。当通过电动机的定子绕组(主绕组)通以交流电时,会产生一个旋转磁场。这个旋转磁场会切割定子绕组上的导线,从而在导线上产生感应电动势。根据法拉第电磁感应定律,感应电动势的大小与旋转磁场的磁通量变化率成正比。
2. 工作原理
单相异步电动机的定子绕组通常由两个线圈组成:主绕组和辅助绕组。主绕组与电源相连接,辅助绕组通过一个起动电容器与主绕组相连。
当通电时,主绕组产生一个旋转磁场,切割定子绕组上的导线,产生感应电动势。根据感应电动势的方向,定子绕组上的电流会发生变化,形成一个旋转磁场。这个旋转磁场与主绕组的旋转磁场相互作用,产生一个力矩,推动电动机的转子开始旋转。
同时,辅助绕组通过起动电容器引入一个相位差,使得辅助绕组上的电流与主绕组上的电流之间存在一个相位差。这个相位差使得电动机的转子能够启动,并保持旋转。
3. 起动过程
单相异步电动机的起动过程可以分为两个阶段:起动阶段和运行阶段。
起动阶段:当电动机通电时,辅助绕组上的电流会先达到峰值,然后才是主绕组。这是因为起动电容器的作用,它引入了一个相位差,使得辅助绕组上的电流能够更早地达到峰值。这个相位差使得电动机的转子开始旋转,启动电动机。
运行阶段:一旦电动机启动,转子开始旋转,辅助绕组上的电流逐渐减小,而
主绕组上的电流逐渐增加。最终,两个绕组上的电流达到平衡,电动机进入稳定运行阶段。
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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中通入单相交流电后,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。此时电动机内磁场分布如图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。
在ωt=3π/2瞬间,iz=0,绕组Z1—Z2中无电流流过;这瞬间iu为正的最大值,绕组U1—U2中电流从U1进U2出。此时电动机内磁场分布如图2所示,其合成磁场方向较t=π/2时刻顺时针方向旋转了90角度。
依此类推,可看到单相鼠笼式异步电动机中iz与iu两个电流在单相异步电动机中产生的合成磁场也是旋转磁场,如图2所示。
单相鼠笼式异步电动机转子也是鼠笼式转子,即转子绕组是两端由短路环连接的鼠笼条。鼠笼条反方向切割旋转磁场,产生感应电动势和感应电流。在旋转磁场作用下,受电磁力使转子转动。只要改变工作绕组或启动绕组的首端、尾端与电源的接线,就可改变旋转磁场旋转方向,控制电动机的正反转。
单相电机正反原理
只要把工作绕组或者启动绕组的两个接线对调一下就行,产生相反方向的磁场,电机就反转了。
左边是单向运转的电路图。右边是正反转的电路图,如双桶洗衣机的洗涤电机。
正反转的电机,一般将运行绕组与启动绕组做成一样,可以互换。
单相电机有两个绕组:主绕组又称工作绕组或运行绕组,副绕组又称启动绕组,有的小负载单相电机这两个绕组完全一样,互相可以交换,但多数单相电机(带较大负载的农用电机)为了增大启动力矩,副绕组线圈细、匝数多、阻值大;副绕组与主绕组之间有一启动电容;只要交换两个绕组中的一个绕组的首尾接线就可反转,交换电源L/N是无效的。
当两绕组完全一样,电机可能是三端子接线,1,3为两绕组的公共接线端,接交流电源的L, 2/4端子之间联有启动电容,如果交流电源的N端接端子2为正转,则N改接端子4为反转;如果是四端子,见图四接线;
图3:三端子单相电机[两绕组相同]
图四:四端子单相电机[两绕组相同]
农用单相电机的主/副绕组不一样,不能采用上面交换主/副绕组的做法,否则,会烧坏电机,一般应有四个端子:1/2为主绕组,3/4为副绕组,正转见图五:
图五
如果要反向转动,正确的做法是交换一个绕组的首尾接线,主副绕组的区分很简单,根据阻值就可判断出。
(本文转自电子工程世界:
/mndz/2012/0317/article_15165.html)
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、电容
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