第一章 单相异步电动机结构与工作原理
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。
定子是固定部份，通常由铜线绕成的线圈构成。
转子是旋转部份，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份组成：主线圈和辅助线圈。
主线圈是电动机的主要工作部份，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，转子中的导体味感受到磁场的力量，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。
2. 检查电动机的电源路线，确保连接坚固。
3. 定期检查电动机的轴承，并添加润滑油。
4. 注意电动机的工作温度，避免过热。
5. 定期检查电动机的绝缘性能，确保安全运行。
六、总结单相异步电动机是一种常见的电动机类型，通过单相电源供电，利用旋转磁场推动转子旋转。
了解其工作原理对于正确使用和维护电动机至关重要。
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。
了解单相异步电动机的工作原理对于电机的维护和故障排除非常重要。
本文将详细介绍单相异步电动机的工作原理，包括结构、工作原理和特点等方面。
一、单相异步电动机的结构单相异步电动机由定子、转子、端盖、轴承等部分组成。
定子是电动机的固定部分，由铁芯和绕组组成。
转子是电动机的旋转部分，通常采用铝制或铜制的短路转子。
端盖用于固定定子和转子，轴承则用于支撑转子的转动。
二、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在启动时需要通过一些特殊的方法来产生旋转力矩。
常见的启动方法包括启动电容器法、启动绕组法和启动电阻法。
启动电容器法是最常用的启动方法之一。
在电动机的起动过程中，通过并联连接一个启动电容器来改变电动机的电流相位差，从而产生旋转力矩。
启动电容器会在电动机启动后自动断开。
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磁场的相互作用。
当电动机接通电源后，电流通过定子绕组产生一个旋转磁场。
由于转子上的短路导体会受到磁场的作用，导体上会产生感应电流。
感应电流在转子上形成一个旋转磁场，与定子产生的磁场相互作用，从而产生旋转力矩，使转子开始转动。
3. 单相异步电动机的工作特点单相异步电动机具有以下几个特点：- 启动较困难：由于单相异步电动机只有一个相位供电，所以需要通过特殊的启动方法来产生旋转力矩。
- 转矩较小：相比于三相异步电动机，单相异步电动机的转矩较小，适用于一些小型机械设备。
- 效率较低：由于只有一个相位供电，单相异步电动机的效率相对较低。
- 运行稳定性较差：由于只有一个相位供电，单相异步电动机的运行稳定性较差，容易受到电网电压波动的影响。
三、单相异步电动机的应用领域单相异步电动机广泛应用于家用电器和小型机械设备中，包括：- 家用电器：如洗衣机、风扇、空调、冰箱等。
- 小型机械设备：如水泵、压缩机、砂轮机等。
单相异步电动机转子结构及工作原理
单相异步电动机转子结构及工作原理
转子结构：
鼻头转子通常由两个铁心组成，中间通过粘合剂将铁心固定在一起。
转子的两端通常采用矩形截面，中间的截面形状呈鼻头形状，故得名。
鼻
头转子在制造成本低、可靠性高方面有一定的优势。
金属外形转子由铝或铜制成，转子的外形通常呈圆环形状。
金属外形
转子通常具有良好的导热性能和高强度，但由于金属导体的涡流损耗较大，效率相对较低。
工作原理：
由于单相交流电源只有一个电源周期，无法形成旋转磁场，所以在单
相异步电动机中需要借助启动机构来帮助起动。
常见的启动机构有启动电容器和起动绕组。
启动电容器是通过并联引
入一个电容器来改变电机的相位关系，从而形成了旋转磁场。
起动绕组则
是通过加上一个构造特殊的绕组，使得电机在启动时有足够的起动力矩。
当电机启动后，根据旋转磁场的原理，转子会受到旋转磁场的作用而
开始旋转。
转子在旋转过程中，由于电机的负载作用，会产生相对于旋转
磁场的滞后转矩。
需要注意的是，由于单相异步电动机的转矩不稳定，其起动和工作性
能通常较差。
因此，在实际应用中，通常需要通过添加启动机构和稳定器
来改善电机的性能。
总结起来，单相异步电动机的转子结构分为鼻头转子和金属外形转子
两种形式，其工作原理是通过旋转磁场的作用将电能转化为机械能。
虽然
在起动和工作性能上有一定的限制，但在家用电器和办公设备等领域，单相异步电动机仍然具有广泛的应用前景。
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用的电动机类型，广泛应用于家用电器、小型机械设备等领域。
本文将详细介绍单相异步电动机的工作原理。
一、基本结构单相异步电动机由定子和转子两部分组成。
定子是由线圈绕制而成，线圈的数量和排列方式决定了电机的极数。
转子则是由铝或铜制成的导体杆组成，通过轴承与定子相连。
二、工作原理1. 单相异步电动机的起动当电机通电时，定子线圈中的电流会产生一个旋转磁场。
由于单相电源的特性，只能产生一个方向的旋转磁场，因此单相异步电动机无法自启动。
为了实现起动，需要通过一些辅助装置，如启动电容器或启动绕组来产生一个辅助磁场，使转子能够旋转起来。
2. 单相异步电动机的工作原理在启动过程中，当转子开始旋转时，会在定子线圈中产生感应电动势，这会导致定子线圈中产生一个感应电流。
这个感应电流会产生一个磁场，与定子线圈中的旋转磁场相互作用，从而产生一个力矩，推动转子继续旋转。
3. 单相异步电动机的运行一旦单相异步电动机启动成功，转子会以同步速度运行。
在运行过程中，定子线圈中的电流会产生一个旋转磁场，这个磁场与转子上的导体杆相互作用，产生一个力矩，推动转子继续旋转。
同时，由于转子的运动速度略低于同步速度，定子线圈中的感应电动势会继续产生，维持力矩的作用，使电机能够持续运转。
4. 单相异步电动机的转矩特性单相异步电动机的转矩特性与负载有关。
在负载较轻的情况下，转子的运行速度接近同步速度，转矩较小；而在负载较重的情况下，转子的运行速度下降，转矩增加。
这是因为负载的增加会导致转子的滑差增加，从而增加了感应电流和磁场的作用，产生更大的力矩。
5. 单相异步电动机的效率单相异步电动机的效率取决于负载和功率因数。
在负载较轻的情况下，电机的效率较低，因为此时转子的滑差较小，感应电流和磁场的作用较弱。
而在负载较重的情况下，电机的效率较高，因为此时转子的滑差较大，感应电流和磁场的作用较强。
三、总结单相异步电动机是一种常用的电动机类型，其工作原理与其他异步电动机类似。
单相异步电动机
[任务5.1]键盘接口设计
• 5.1.3矩阵式键盘的硬件电路结构及工作原理
• 矩阵式键盘又称行列式键盘，往往用于按键个数较多的场合，矩阵式 键盘的按键位于行、列的交叉点上，每条水平线和垂直线在交叉处不 直接连通，而是通过一个按键加以连接。如图5- 3所示。
• 5.1.4矩阵式键盘的软件结构
[任务5.1]键盘接口设计
• 5.1.1独立式按键的硬件电路结构及工作原理
• 在单片机控制系统中，如果需要按键个数较少或功能要求较为简单 时，可采用独立式按键结构。独立式按键的电路如图5-1所示。
• 5. 1 .2独立式按键的软件结构
• 对于这种独立式按键电路程序可以采用循环查询的方法。独立式按键 处理流程图如图5-2所示。
的。单相异步电动机一般均采用鼠笼式转子。转子主要由转子铁芯、 轴和转子绕组等组成。转子铁芯由硅钢片叠成，转子硅钢片的外圆上 冲有嵌放绕组的槽。轴经滚花后压入转子铁芯。转子铁芯多采用斜槽 结构，槽内经铸铝加工而形成铸铝条，在伸出铁芯两端的槽口处，用 两个端环把所有铸铝条都短接起来，形成鼠笼式转子。铸铝条和端环 通称为转子绕组。整个转子由上、下端盖的轴承定位。 • (2)转子绕组用于切割定子磁场的磁力线，在闭合回路的铸铝条(即导 体)中产生感应电动势和感应电流，感应电流所产生的磁场和定子磁 场相互作用，在导体上将会产生电磁转矩，从而带动转子启动旋转。
• (1)判断键盘中有无键按下 • 将全部行线置低电平，列线置高电平，然后检测列线的状态，只要有
一列的电平为低，则说明有键按下，如列线全部为高电平，则说明没 有键被按下。
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[任务5.1]键盘接口设计
• (1)判断键盘中有无键按下 • (2)去除键的机械抖动 • (3)如有键被按下，则寻找闭合键所在位置，求出其键代码 • (4)程序清单
单相异步电动机结构与工作原理
定子绕组
定子绕组是包裹在定子铁心上的 线圈，通过电流在绕组中产生磁 场。
机体和支架
机体是保护电机内部部件的外壳， 支架则用于固定定子和转子。
工作原理
1
起动和启动
单相异步电动机通过起动装置进行起动
感应电流与转子转动
2
和启动。起动时，线圈中产生磁场，导 致转子开始旋转。
感应电流在转子中产生涡流，并导致转
子与旋转磁场的不断交互作用。
3
转子运动状态
转子由于涡流和电磁场的相互作用，始 终保持旋转状态，产生有用的机械功。
缺相启动的实现
1 缺相保护电路
为了防止缺相启动，单相 异步电动机通常配备有缺 相保护电路，以保证电机 正常运行。
2 故障诊断和维护
3 电容器启动器
故障诊断和维护是确保电 动机正常运行的重要步骤， 定期检查和维护可降低故 障的风险。
单相异步电动机的常见用途
家庭电器
单相异步电动机广泛用于家庭电器中，如洗衣机、空调、冰箱和抽油烟机等。
商业应用
商业领域中，单相异步电动机也被用于空调系统、抽水泵、风扇和输送设备等。
工业机械
在工业机械中，单相异步电动机被广泛应用于小型设备、工具机械和输送带系统等。
基本结构和原理
转子和定子
单相异步电动机由转子和定子两 部分组成。转子包含导体环，定 子则包含线圈和磁铁。
2 频率变换
通过改变供电频率来控制 电机的转动速度和转矩。
3 电容器启动
使用电容器启动器来改变 电动机的相位差，实现起 动。
单相异步电动机的应用案例
家用电器
洗衣机、空调、冰箱
商业应用
风扇、空调系统、抽水泵
工业机械
单相异步电动机的原理、结构和分类
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。
单相异步电动机
二、单相异步电动机的结构及分类 1．罩极式单相异步电动机 罩极式单相异步电动机是小型单相异步电动机中最简单
的一种。罩极式单相异步电动机有凸极式和隐极式两种。
凸极式定子铁心的结构
单相异步电动机
凸极式定子铁心产生的磁通
凸极式单相异步电动机极靴下磁场的变化规律
工作绕组中
工作绕组中电流
工作绕组中
单相脉动磁场 电流正半周期产生的磁场 电流负半周期产生的磁场
单相异步电动机
一个脉动磁场可分解为大小相等、同步转速相同、旋转方向 相反的两个旋转磁场。
脉动磁场分解成两个方向相反的旋转磁场
单相异步电动机 的机械特性曲线
单相异步电动机
2．单相异步电动机的启动
产生旋转磁场的方法：在单相 异步电动机的定子铁心中，加装一 个启动绕组，并要保证工作绕组与 启动绕组是对称绕组，即两个绕组 的匝数相等、在空间上互差90°电 角度。
单相异步电动机
(1)电阻启动单相异步电动机
单相异步电动机
(2)电阻启动单相异步电动机
单相异步电动机
(3)电容启动单相异步电动机
单相异步电动机
(4)双值电容单相异步电动机
单相异步电动机
三、单相异步电动机的常用启动开关 1.电磁启动继电器
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。
它是一种通过交流电源驱动的电动机，具有简单、可靠、经济的特点。
本文将详细介绍单相异步电动机的工作原理。
一、基本结构单相异步电动机由定子和转子两部分组成。
定子是由绕组和铁心构成，绕组通常采用两组对称排列的线圈，通过外部电源提供交流电。
转子由铁心和导体构成，导体通过铁心连接形成闭合回路。
二、工作原理1. 定子绕组产生的磁场当交流电源接通时，定子绕组中的电流会产生一个旋转磁场。
这是通过交流电源的正弦电流在定子绕组中产生的，由于电流的周期性变化，磁场的方向也会周期性变化。
这个旋转磁场的频率与电源的频率相同。
2. 转子的感应电动势由于转子中的导体与定子磁场相互作用，会在导体中感应出一个电动势。
由于定子磁场的旋转，感应电动势的方向也会不断变化。
3. 转子的运动转子中感应电动势的作用下，导体中会产生电流。
这个电流会在转子中形成一个磁场，与定子磁场相互作用，产生一个力矩。
这个力矩会使转子开始转动。
4. 转子的滑差转子的滑差是指转子的转速与定子旋转磁场的转速之间的差异。
由于转子的存在，转子的转速会滞后于定子旋转磁场的转速。
这个滑差会导致转子上的感应电动势和电流，从而维持转子的运动。
5. 启动和运行在单相异步电动机的启动过程中，通常需要采用一些辅助装置，如启动电容器和起动绕组。
这些装置可以帮助电动机克服启动时的起动力矩，并使电动机能够正常运行。
三、特点和应用1. 特点单相异步电动机具有以下特点：- 结构简单，制造成本低；- 可靠性高，寿命长；- 启动和运行稳定；- 调速性能较差，通常用于恒定转速的应用。
2. 应用领域单相异步电动机广泛应用于家用电器、小型机械设备等领域，如电风扇、洗衣机、空调压缩机、泵等。
由于其结构简单、可靠性高，适用于家庭和小型商业环境。
四、总结单相异步电动机是一种通过交流电源驱动的电动机，具有简单、可靠、经济的特点。
单相异步电动机的基本结构和工作原理
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。
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
3）将励磁电路转换开关QB投合到2的位置，励磁绕组与直流 电源接通，转子上形成固定磁极，并很快被旋转磁场拖入同步；
4）用变阻器调节励磁电流，使同步电动机的功率因数调节到 要求数值。
四、同步电动机的特点 1. 由于同步电动机的是双重励磁和异步启动，故它的结构复杂；
2. 由于需要直流电源、启动以及控制设备，故它的一次性投入 要比异步电动机高得多；
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。
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
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。
4．8 同步电动机的基本结构和工作原理 一、同步电动机的基本结构
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份组成。
定子是固定不动的部份，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。
转子是转动的部份，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，再也不起作用。
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，再也不起作用。
5. 运行过程一旦单相异步电动机启动成功，它会继续以同步速度运行。
在运行过程中，定子绕组产生的旋转磁场会与转子磁场相互作用，使转子受到一个旋转力矩的作用，从而保持转动。
转子的转动速度略低于同步速度，这个差值称为滑差。
滑差的存在使得定子绕组中的磁场相对于转子绕组的磁场产生一个旋转磁场，这个旋转磁场产生的感应电动势会使转子中的感应电流产生，从而产生转矩。
1 、单相异步电动机的应用结构和工作原理
1、单相异步电动机的应用 2、单相异步电动机的结构 3、单相异步电动机的工作原理
1、
单相异步电动机的应用
单相异步电动机是利用单相交流电源供电，其转 速随负载变化略有变化的一种小容量交流电机。具 有结构简单、价格低廉、维修方便的特点，在工、 农业生产、办公场所、家用电器等方面得到广泛的 应用。如：吊扇、洗衣机、电冰箱、电钻、小型机 床等。
电容分相单相异步电动机
一、结构特点 单相异步电动机的定子上嵌放有两套绕组，即工作绕组和起 动绕组，它们的结构铁心基本相同，但在空间的布置上相差 90度，在起动绕组中串入电容C后再与工作绕组并联在单相 电源上 工作绕组中的 电流IU与流过起动绕组中的电流IZ在时间上相差90 度。这样两绕组磁动势可以在气隙中形成一个接近 于圆形的旋转磁动势和磁场，并产生一定的起动转 矩。
通常起动绕组是按短时工作制来设计的。当电动 机转速达到同步转速的70%～80%时，开关K自动 将起动绕组切除。这种电机称为电容起动单相异步 电动机。
电阻分相单相异步电动机
电阻分相单相异步电动机的优点是，一般起动绕组并不外 串电阻，只不过在设计起动绕组时，使其匝数多、导线截面 积小，电阻就大了，因而运行时可靠性高。 与电容分相单相异步电动机相比，电阻分相单相异步电动 机结构简单，价格低廉，使用方便，主要用于小型机床、鼓 风机、医疗器械中，电冰箱压缩机一般都采用电阻分相单相 异步电动机。
单相罩极电动机
• 单相罩极异步电动机是结构最简单的一种单相异步电动 机，它的定子铁心部分通常由硅钢片叠成，按照磁极形式的 不同分为凸极式和隐极式，其中凸极式结构最为常见。
壁扇电机
台扇电机
转页扇电机
全自动洗衣机电机
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交流电动机，广泛应用于家用电器、小型机械设备等领域。
它的工作原理是基于磁场的相互作用，通过交流电源的供电来产生旋转力。
1. 电动机构造单相异步电动机由定子和转子两部份组成。
定子是由电磁线圈绕制而成，通常采用双绕组结构。
转子是由铝条或者铜条制成的导体，通过轴承与定子相连。
2. 工作原理当单相异步电动机接通电源后，电流通过定子绕组，产生旋转磁场。
这个旋转磁场会与转子中的导体产生磁场相互作用，从而使转子受到力的作用，开始旋转。
3. 启动方式单相异步电动机通常采用启动电容器来实现起动。
在启动过程中，启动电容器会产生一个较大的相位差，从而使得转子产生一个旋转磁场。
当电动机达到运行速度后，启动电容器会自动断开。
4. 工作原理解析单相异步电动机的工作原理可以通过以下步骤解析：(1) 开始时，电源施加在定子绕组上，形成一个旋转磁场。
(2) 由于转子中的导体感应到定子磁场的变化，转子内部也会产生一个磁场。
(3) 转子中的磁场与定子磁场相互作用，产生力的作用，使得转子开始旋转。
(4) 转子旋转时，转子中的磁场也会随之旋转，与定子磁场的变化相互作用，继续产生力的作用，使得转子保持旋转。
(5) 由于转子的旋转速度稍低于定子磁场的旋转速度，因此转子会受到旋转力的作用，始终与定子磁场保持一定的相对速度。
(6) 电动机的输出功率由转子的旋转力决定，转子旋转速度越快，输出功率越大。
5. 特点和应用单相异步电动机具有以下特点：(1) 结构简单，创造成本低。
(2) 启动电容器可以使电动机在低速启动时提供额外的转矩。
(3) 转子由铝条或者铜条制成，具有良好的导电性能和耐高温性能。
(4) 适合于家用电器、小型机械设备等领域。
单相异步电动机的工作原理是通过磁场的相互作用来实现转子的旋转。
它具有结构简单、创造成本低、启动电容器提供额外转矩等特点，被广泛应用于家用电器和小型机械设备中。
单相异步电动机结构与工作原理工学
定子装配
定子铁心和定子绕组组成定子装配，通过槽 槽结构和固定螺栓确保稳定性。定子装配起 着支撑架构和电磁感应的关键作用。
转子部分的结构和工作原理
1 转子铁心
转子铁心由导电材料制成，常用的是铸铝。它的形状和磁场相互作用以产生转动力。
2 转子绕组
转子绕组是由导体丝组成的线圈，位于转子铁心槽内。当定子磁场和转子绕组磁场交互 作用时，会产生转矩。
• 定期检查电动机的绝缘状态，防止绝缘老化和短路。 • 正确选择电动机的额定功率和额定电压，避免超载热和损坏。 • 按照操作手册和标准操作电动机，避免不当使用和事故发生。
3 阻抗启动
通过连接外部阻抗来提供额外的起动力矩，适用于有特殊启动需求的场合。
单相异步电动机的性能参数
额定功率
电动机能持续输出的功率。
额定转速
电动机额定的转速。
转速失准率
电动机输出转速与额定转 速的偏差。
单相异步电动机在工业和农业中的应 用场景
工业领域
广泛应用于输送机械、通风设备、泵和压缩机 等工业设备。
农业领域
用于农机械和农产品加工设备，如抽水机、拖 拉机和打谷机。
单相异步电动机的发展趋势
1 高效节能
2 智能控制
应用高效节能技术， 减少能耗和环境污染。
引入智能控制系统， 实现电动机的自动化 和远程监控。
3 轻量化设计
采用轻量化材料和结 构设计，提高电动机 的功率密度。
安全使用单相异步电动机的注 意事项
单相异步电动机结构与工 作原理工学
单相异步电动机的定义，分类以及结构。
定子部分的结构和工作原理
定子铁心
定子铁心由硅钢片制成，通过螺栓紧固在定 子骨架上。它将绕组绕成的线圈紧密包裹， 确保正常的电磁感应。
单相异步电动机的工作原理
单相异步电动机的工作原理标题：单相异步电动机的工作原理引言概述：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。
了解其工作原理对于维修和使用电动机具有重要意义。
本文将详细介绍单相异步电动机的工作原理。
一、电动机结构1.1 定子：定子是单相异步电动机的固定部分，通常由绕组和铁芯组成。
绕组上分布有若干绕组槽，绕组槽内绕有绕组线圈。
1.2 转子：转子是单相异步电动机的旋转部分，通常由铁芯和导体组成。
转子上通常有导体绕组，导体绕组与定子绕组之间存在磁场耦合。
1.3 空气隙：定子和转子之间的间隙称为空气隙，空气隙的大小对电动机的性能有重要影响。
二、工作原理2.1 单相电源供电：单相异步电动机通过单相交流电源供电，通常为家用220V 交流电源。
2.2 产生旋转磁场：当电源接通时，定子绕组中产生交变电流，形成旋转磁场。
这个旋转磁场与转子中的导体绕组产生磁场耦合。
2.3 引起转子运动：由于磁场的耦合作用，转子会受到旋转磁场的作用而产生转动，从而带动负载实现工作。
三、启动方式3.1 起动势能：单相异步电动机通常需要通过外部势能来启动，如起动电容器或起动绕组。
3.2 相位差：启动时，通过引入相位差，使得转子产生转矩，从而实现启动。
3.3 启动过程：启动过程中，转子逐渐加速，直至达到额定转速。
四、运行特点4.1 单向旋转：单相异步电动机通常只能实现单向旋转，无法实现反向旋转。
4.2 转速稳定：一旦达到额定转速，单相异步电动机的转速通常会保持稳定。
4.3 负载能力：单相异步电动机的负载能力一般较小，适用于小型家用电器和轻负载设备。
五、应用领域5.1 家用电器：单相异步电动机广泛应用于家用电器中，如洗衣机、空调、抽油烟机等。
5.2 小型机械设备：单相异步电动机也常用于小型机械设备中，如风扇、水泵、搅拌机等。
5.3 其他领域：除此之外，单相异步电动机还可以应用于一些特定领域，如医疗设备、办公设备等。
单相-异步电动机
单相旋转磁场的产生
Ia
在起动绕组中串入电容器后，使 两个绕组中电流在相位上相差90度。
U Im
单相旋转磁场的产生
iA
iM
N
始
始
始
S
S
始
始
始
始
N
N
N
始
始
始
S
S
N
S
单相旋转磁场的产生
脉动磁场的分解
电机的实验
实验条件
实验结果
直接起动 断开电容电路起动
顺利起动
无法起动，但在给 予某一方向旋转力后， 顺该方向旋转。
罩极式电动机的工作原理
由于绕组中的电流变化率不同，从而在短路环中 产生的感生电流不同，进而使整个端部的磁场在不断 变化，磁场的中心在不断的移动，产生类似于旋转磁 场的作用效果。
讨论：
1、若在电机中放入两个完全相同的绕组，空间 上成90度，将两个绕组并联后接到单相交流 电上此时电机产生的磁场是什么磁场？ 脉动磁场
率较大，从而使转子上电抗加大，使该方向的感 应电流变小。
总结
1、单相绕组的电动机不能自行起动。
2、可采取一定的方法使定子绕组中产生一 旋转磁场，从而使转子在此旋转磁场的 作用下，而产生力矩旋转。
3、实际的单相电动机有电容式、电容起动 式、罩极式等。
2、若单相电容式电机通电后，只听到声音不能 够旋转可能是什么原因？你应该怎么办? 起动电路出现故障，应停止使用进行检修
3、为什么在定子上产生脉动磁场后，给转子一 个某方向的力，转子就会顺着该方向旋转，此 时转子与另外一方向的磁场相对速度更大，转 子为什么不会停下来？ 因为相对速度较大，在转子上感应的电流频
单相异步电动机
F单相电动机的结构与原理
一、工作原理 单相异步电动机的定子绕组为单相绕组， 单相异步电动机的定子绕组为单相绕组，由单 相电源供电，转子大多数为鼠笼式转子。 相电源供电，转子大多数为鼠笼式转子。 转子 定子 绕组
•
• •
Φ
•
定子 定子中通入单相 交流电后， 交流电后，形成 脉动磁场。 脉动磁场。
•
脉动磁场的特点是： 脉动磁场的特点是：
D
•
•
其轴线在空间保持不变； 其轴线在空间保持不变；
Φ
C
各点的磁场在空间上 按正弦规律分布； 按正弦规律分布； 各点的磁场随电流的 交变在时间上也按正弦规 律变化。 律变化。
A
•
•
•
B
单相异步电动机的特点： 转子导条 及电流
•
• •
Φ
. .
•
（1）自身没有起 ）
. .
动转矩
•
（2）转子借助其它力量转动后，外力去除 ）转子借助其它力量转动后，
N
B
ωt=900 旋转90° 旋转 °
2）单相电容运转电动机
3）单相双值电容电动机
4）单相电阻分相式电动机
2．单相罩极式异步电动机
2、罩极式单相电机 、 定子通入电流以后， 定子通入电流以后，部分磁 通穿过短路环， 通穿过短路环，并在其中产生 感应电流。 感应电流。短路环中的电流阻 碍磁通的变化， 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， 磁通有了相位差，从而形成旋 转磁场，使转子转起来。 转磁场，使转子转起来。 图中电机的转动方向： 图中电机的转动方向：方向由未罩部分向被 罩部分旋转（顺时针旋转）。 ）。因为没有短路环 罩部分旋转（顺时针旋转）。因为没有短路环 部分的磁通比有短路环部分的磁通领先。 部分的磁通比有短路环部分的磁通领先。 短路 环 转子
单相异步电动机结构与工作原理
f = f a + f m = F cos( x − ωt ) 因此，合成磁势为 因此，电机内部产生的是一个正向旋转的圆形旋转磁势。
•
两个绕组产生的磁势大小不等，但相位角仍为90°，即
Fm ≠ Fa ,θ = 90°
于是有
fa =
fm =
Fa F cos( x − ωt ) + a cos( x + ωt ) 2 2
其中，主绕组磁势
fm = Fm cos(x −90° )cos(ωt −θ) Fm Fm ° ° = cos[(x −ωt) + (θ −90 )] + cos[(x +ωt) − (θ + 90 )] 2 2
副绕组磁势
电机内的合成磁势
Fa Fa fa = Fa cos x cosωt = cos(x −ωt) + cos(x + ωt) 2 2
1 Fa1[cos( x − ω t ) + cos( x + ω t )] 2 1 fm1 ( x, t ) = Fm1 cos( x − 90° )cos(ωt − 90° ) = Fm1[cos( x − ωt ) − cos( x + ωt )] 2 f a1 ( x, t ) = Fa1 cos x cos ω t =
双层叠绕组 双层叠绕组是把定子每个槽分为上、下两层，上层嵌 放在一个线圈的圈边，下层嵌放在另一个线圈的圈边。 例 2-3 一台300mm台扇，定子槽数Q1=8,转子槽数Q2=17， 极数p=4，画出双层叠绕组展开图。 Q 8 解 极距 τ = 1 = = 2 p 4 p ×180° α= = 90° 槽距角 Q1 主绕组占1/2,即1个槽，90°相带，副绕组占1/2,即1个 槽，90°相带。这样可以联成双层绕组，取线圈的节距为 整距y=2，如下图所示
单相异步电动机的结构
分析： 1）转子静止时，n=0,S=1，合成转矩为0。单相感应电动机无起动 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断一相，相当于一台单相异步电动机，故不 能起动。 2）当s≠1时，T≠0，且T无固定方向，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 。三相感应电动机运行中断一相，电机仍能继续运转。 3）由于存在负序转矩，使合成转矩减小，过载能力低，TF不变，n 下降→S上升→I2`上升→I1上升→温升增加。
三、铭牌及分类 1. 铭牌
（1）型号
（2）额定值
1）额定电压UN：额定运行时，规定加在定子绕组上的电压；
2）额定电流IN：额定运行时，规定加在定子绕组上的电流；
3）额定功率PN：额定运行时，电动机的输出功率； 4）额定转速nN：额定运行时，电动机的转子转速； 5）额定频率f：规定的电源频率。
2. 单相异步电动机的分类
（3）其他附件 端盖、轴承、轴承端盖、风扇等 机座一般均用铸铁、铸铝或钢板制成，其作用是固 定定子铁心，并借助两端端盖与转子练成一个整体，使 转轴上输出机械能。 （4）启动装置 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。常用的起动继电器有电压型、电流型、 差动型三种。起动继电器一般装在电动机机壳上面，维 修、检查都很方便。
单相异步电动机的内部结构图
定子
端盖
电源 接线
电容器
转子
单相异步电动机的定子
主绕组 绕组的一极 启动绕组 线槽
绕组的一极
定子 定子铁心（硅钢片叠压而成）
组成
主绕组（工作绕组） 定子绕组 副绕组（启动绕组） 机座(铸铁或铝铸造而成)
工作绕组和启动绕组的分布
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分类
➢ 单相异步电动机的基本类型 单相异步电动机根据起动方法或运行方式的不
同，可以分为以下几类： ✓ 单相电阻起动异步电动机 ✓ 单相电容起动异步电动机 ✓ 单相电容运转异步电动机 ✓ 单相电容起动和运转异步电动机 ✓ 单相罩极式异步电动机
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基本结构
单相异步电动机包括定子和转子两部分，其中 定子由绕组和铁心组成。铁心一般由0.5mm的硅钢 片叠压而成。绕组分为主绕组和副绕组，主绕组又 称工作绕组，副绕组又称起动绕组或辅助绕组。
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(r / min)
工作原理如下方框图所示
旋转磁场 转子绕组电势 转子绕组电流
电磁转矩
转子旋转
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广泛使用的单相电容运转异步电动机 和单相电容起动和运转异步电动机如下图 所示
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单相异步电动机的转子也由铁心和绕组组成。 其中铁心也由0.5mm的硅钢片叠压而成，绕组常为 铸铝笼型。
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二 单相异步电动机的工作原理
最简单的二相定子绕组如下所示，在绕组中 通过的二相 对称电流的变化规律为
im Im cost
ia Im cos(t 转磁场产生的示意图如下所示
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由上述分析可以得出以下结论：
I. 一组空间分布相差90°电角度的二相绕组在通以 二相对称交流电时，产生一旋转磁场
II. 旋转磁场的转向与两相绕组在空间的位置和绕组 中的电流相序有关
III. 旋转磁场的转速与电流的频率有一定的关系
其中同步转速为
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单相电容运转异步电 动机设计
第一章 单相异步电动机结构与工作原理
一 基本结构与分类 单相异步电动机只需单相交流电源供电，因
而应用非常广泛。如，小型机床、轻工设备、医 疗机械、家用电器、电动工具、农用水泵、仪器 仪表等众多领域。
优点：使用方便、结构简单、运行可靠、价 格低廉、维护方便等等，与三相异步电机相比， 缺点为体积稍大、性能稍差。