单相异步电动机知识课件
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单相异步电动机结构与工作原理
1 Fm3 ( x, t ) = F3 cos3( x 90° ) cos(ωt 90° ) = F3[ cos(3x ωt ) + cos(3x + ωt )] 2
总的3次谐波合成磁势为
f3 (x, t) = fa3 + fm3 = F3 cos(3x + ωt)
即3次谐波合成磁势是一个反向旋转的圆形旋转磁势, 1 n 3 = n1 其转速为 3 5次谐波
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. 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
f a 3 ( x, t ) = Fa 3 cos 3 x cos ω t = 1 Fa 3 [cos(3 x ω t ) + cos(3 x + ω t )] 2
1 Fm 3 [ cos(3 x ω t ) + cos(3 x + ω t )] 2
f m 3 ( x , t ) = Fm 3 cos 3( x 90 ° ) cos(ω t 90 ° ) =
应用上面同样的方法对其余的两种情况进行分析
Fm = Fa = F ,θ ≠ 90°
Fm ≠ Fa ,θ ≠ 90°
在这两种情况下,电机内部的磁势均为椭圆形旋转磁势.
四 单相异步电动机的谐波磁势
总的3次谐波合成磁势为
f3 (x, t) = fa3 + fm3 = F3 cos(3x + ωt)
即3次谐波合成磁势是一个反向旋转的圆形旋转磁势, 1 n 3 = n1 其转速为 3 5次谐波
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. 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
f a 3 ( x, t ) = Fa 3 cos 3 x cos ω t = 1 Fa 3 [cos(3 x ω t ) + cos(3 x + ω t )] 2
1 Fm 3 [ cos(3 x ω t ) + cos(3 x + ω t )] 2
f m 3 ( x , t ) = Fm 3 cos 3( x 90 ° ) cos(ω t 90 ° ) =
应用上面同样的方法对其余的两种情况进行分析
Fm = Fa = F ,θ ≠ 90°
Fm ≠ Fa ,θ ≠ 90°
在这两种情况下,电机内部的磁势均为椭圆形旋转磁势.
四 单相异步电动机的谐波磁势
《单相异步电动机》课件
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制动方式
电动机的制动方式主要有能耗制动、反接制动和再生制动等。
04
单相异步电动机的运行与维护
安全操作规程
确保电源连接正确
在连接电源之前，应确保电源电压与 电动机铭牌上的额定电压相符，并使 用合适的电源插头和插座。
穿戴防护用品
操作时应穿戴适当的防护用品，如绝 缘手套、护目镜等，以防止触电和机 械伤害。
功率因数
电动机的输入功率中有功功率占输入 功率的比重，反映了电动机的功率利 用率。
起动性能
起动转矩
电动机起动时产生的转矩，是衡量电动机起动性能的重要参 数。
起动电流
电动机起动时输入的电流，是衡量电动机起动性能的重要参 数。
调速与制动
调速方式
电动机的调速方式主要有变极调速、变频调速和变转差率调速等。
应用领域
01
02
03
家用电器
单相异步电动机常用于各 种家用电器，如电风扇、 洗衣机、空调等。
商业设备
在商业应用中，单相异步 电动机可用于各种设备， 如自动售货机、电动工具 等。
工业自动化
在工业自动化领域，单相 异步电动机可用于各种生 产设备和自动化生产线。
02
单相异步电动机的结构
定子
作用
定子是单相异步电动机 的固定部分，主要作用
校验启动转矩和最大转矩
在选型过程中，需要对电动机的启动转矩和最大转矩进行校验，以确 保其能够满足启动和Байду номын сангаас行过程中的负载需求。
考虑效率与节能要求
在容量选择时，应考虑电动机的效率和节能要求，优先选择高效、节 能的电动机。
验证工作制与负载持续率
根据实际工作制和负载持续率，对电动机的容量进行校验，以确保其 能够满足长期稳定运行的需求。
单相异步电动机课件
使用环境
01
考虑电动机的使用环境，如温度、湿度、海拔 高度等，选择适合的电动机型号。
负载特性
02
根据负载的转矩、转速等特性，选择具有适当 特性的电动机。
成本与维护
03
考虑电动机的制造成本和维护成本，选择性价 比高的电动机。
电源条件
04
根据电源的电压、频率和容量等条件，选择合 适的电动机。
设计要点
磁路设计
额定电压（Un）
电动机在额定工作状态下运行时所规 定的输入电压，单位为伏特（V）。
额定转速（n）
电动机在额定工作状态下运行时所规 定的输入电流，单位为安培（A）。
效率与功率因数
效率（η）
电动机运行时的输出功率与输入功率 的比值，表示电动机能量转换效率的 指标。
功率因数（pf）
电动机运行时的有功功率与视在功率 的比值，表示电动机对电网能量的利 用程度。
单相异步电动机ppt课件
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目录
• 单相异步电动机简介 • 单相异步电动机的结构 • 单相异步电动机的电气性能 • 单相异步电动机的运行与维护 • 单相异步电动机的选型与设计
01
单相异步电动机简介
定义与工作原理
定义
单相异步电动机是一种利用单相交流电源供电的小型电机，通常由定子、转子 、机壳和端盖等部分组成。
应用领域
01
家用电器
如电风扇、空调、
冰箱等。
02
电动工具
如电钻、电锯、电 吹风等。
04
其他领域
如医疗器械、玩具
03
等。
工业自动化
用于驱动小型机械 和设备，如传送带
、泵等。
02
单相异步电动机的结构
单相异步电动机ppt课件
图 串电抗器调速接线图
串电抗器调速 在电动机的电源线路中串联起分压作用的电抗器，通过调速开关选择电抗器绕组的匝数来调节电抗值，从而改变电动机两端的电压，达到调速的目的，如图所示。串电抗器调速，其优点是结构简单，容易调整调速比，但消耗的材料多，调速器体积大。
晶闸管调速 利用改变晶闸管的导通角，来实现加在单相异步电动机上的交流电压的大小，从而达到调节电动机转速的目的，这种方法能实现无级调速，缺点是会产生一些电磁干扰。目前常用于吊式风扇的调速上。
工作原理
为了能产生旋转磁场，利用启动绕组中串联电容实现分相，其接线原理如图（a）所示。只要合理选择参数便能使工作绕组中的电流 与启动绕组中的电流 相位相差90°，如图（b）所示。 设 则
工作原理
分相后两相电波形如图所示。 设 则 图 电容分相单相电动机接线图及相量图 图 两相电流波形图
图 两相旋转磁场
如同分析三相绕组旋转磁场一样，将正交的两相交流电流通入在空间位置上互差90°的两相绕组中，同样能产生旋转磁场
与三相异步电动机相似，只要交换启动绕组或工作绕组两端与电源的连接便可改变旋转磁场的方向。
单相单相异步电动机的调速
单相异步电动机的调速方法主要有变频调速、晶闸管调速、串电抗器调速和抽头法调速等。变频调速设备复杂、成本高、很少采用。下面简单介绍目前较多采用的串电抗器调速、抽头法调速和晶闸管调速。
类型
单相异步电动机有多种类型，目前应用最多的是电容分相的单相异步电动机，这实际上是一种两相运行的电动机，下面仅就这种电动机进行介绍。
结构与三相笼形异步电动机类似，转子绕组也为一笼形转子。其结构如图所示。
结构
单相异步电动机结构图
结构
单相异步电动机结构图
单相电容运转异步电机工作原理及故障PPT课件
▪ L型抽头调速优点：电机高档效力高，绕组不易形成匝间短 路；缺点：中、低档运行绕组温升高。
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17
不论哪种调速，都各有优缺点，选用哪种除要考虑设计 时要达到哪个结果，还要考虑电机的经济性，一般L型较经 济）。
七、电动机主要参数介绍
• A) 空载输入电流：是指电机在额定工作电压、额定电源频 率、额定电容下、空载运行（轴上输出功率为零）情况下， 流入电动机的电流称为空载电流。单位：A或mA。
单相电容运转异步电机工作 原理及故障分析
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1
一、单相异步电机的定义及标识说明
▪ 1、单相异步电机是指由单相电源供电的电动机，但它并不 表示电机的定子上只有一相绕组，它是由空间上相差90°相 位角的两套绕组构成，二者共同产生旋转磁场，在转子上产 生转矩而旋转的电动机。
▪ 2、YD（S）Kaa-bc所代表的意义 Y—异步；D（S）—单（双）轴；K—空调用；aa代表功
输出转矩，起到调节电机转速的作用，其原理如下图示：
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13
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14
该结构是在电机的轴上装有一个磁环，它一般有6极磁环及 2极磁环2种。当电机转子旋转一圈时，磁环也旋转一圈，磁环 与PG板中的霍尔元件相感应，6极磁环会在PG板的OUTPUT （白）脚中输出3个脉冲，2极磁环会输出1个脉冲，这样根据输 出脉冲的数量就可以知道电机的转速。在电控中设定有预定的 转速值，将它与从PG块中采样取得的转速值相比较，当转速偏 低时，则提高电控的输出电压（可控硅导通角变大），当转速 偏高时，则降低电控的输出电压（可控硅导通角变小），这样 通过PG信号的反馈调节电控输出电压就实现了对电机的平滑调 速。由于电控的输出电压不会高于其输入电压，因此在电机设 计时要保证电机达到高风档的转速时其电控的电压不高于工作 的额定电压。如我国额定电压为220VAC，则设计时的电控电压 一般设计为180VAC~200VAC左右。此参数值设定太低则造成 电机材料浪费，且电控若损坏击穿后电机直通市网电压，其电 机温升会较高；若此参数值设定过高则会造成市网电压降低时， 有可能达不到设定的额定转速，影响空调的能力
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不论哪种调速，都各有优缺点，选用哪种除要考虑设计 时要达到哪个结果，还要考虑电机的经济性，一般L型较经 济）。
七、电动机主要参数介绍
• A) 空载输入电流：是指电机在额定工作电压、额定电源频 率、额定电容下、空载运行（轴上输出功率为零）情况下， 流入电动机的电流称为空载电流。单位：A或mA。
单相电容运转异步电机工作 原理及故障分析
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1
一、单相异步电机的定义及标识说明
▪ 1、单相异步电机是指由单相电源供电的电动机，但它并不 表示电机的定子上只有一相绕组，它是由空间上相差90°相 位角的两套绕组构成，二者共同产生旋转磁场，在转子上产 生转矩而旋转的电动机。
▪ 2、YD（S）Kaa-bc所代表的意义 Y—异步；D（S）—单（双）轴；K—空调用；aa代表功
输出转矩，起到调节电机转速的作用，其原理如下图示：
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该结构是在电机的轴上装有一个磁环，它一般有6极磁环及 2极磁环2种。当电机转子旋转一圈时，磁环也旋转一圈，磁环 与PG板中的霍尔元件相感应，6极磁环会在PG板的OUTPUT （白）脚中输出3个脉冲，2极磁环会输出1个脉冲，这样根据输 出脉冲的数量就可以知道电机的转速。在电控中设定有预定的 转速值，将它与从PG块中采样取得的转速值相比较，当转速偏 低时，则提高电控的输出电压（可控硅导通角变大），当转速 偏高时，则降低电控的输出电压（可控硅导通角变小），这样 通过PG信号的反馈调节电控输出电压就实现了对电机的平滑调 速。由于电控的输出电压不会高于其输入电压，因此在电机设 计时要保证电机达到高风档的转速时其电控的电压不高于工作 的额定电压。如我国额定电压为220VAC，则设计时的电控电压 一般设计为180VAC~200VAC左右。此参数值设定太低则造成 电机材料浪费，且电控若损坏击穿后电机直通市网电压，其电 机温升会较高；若此参数值设定过高则会造成市网电压降低时， 有可能达不到设定的额定转速，影响空调的能力
电机学课件-特种电机
D1
U1 C
D2
副绕组
F2
F1
4. 电容起动运转式单相异步电动机
电容起动运转式单相异步电动机在副绕组回路 中串联两个互相并联的电容器, 其中一个为起 动电容和—个起动开关串联, 另—个为工作电 容, 使得电动机既具有较好的起动性能, 又具有 较好的运行性能, 如图4-14所示。
D1
主 绕
1
组 D2
n U2 Ra T
Ce CTCe 2
n n1
n2
U 2'
U
'' 2
U
''' 2
U
' 2
n3
U
'' 2
0
U
''' 2
T
7. 交流伺服电动机
交流伺服电动机就是两相异步电动机, 它的定 子上有空间相差90o两相分布绕组, 一相为励 磁绕组f, 与励磁电源连接, 另一相是控制绕组K, 与控制信号相连接 。
副绕组线径较细、匝数较少, 电抗小, 阻值大。 它们的轴线在空间相隔90°电角度, 启动电流不 同相, 形成椭圆磁场。
K D1
起动绕组与起动开关K串联后 和工作绕组并联按到同一单相
电源上, 如图所示。当电动机转
U1
主绕组
速上升到70～80％同步转速时, 通过起动开关K断开起动绕组
D2
电路, 使电机只有一个工作绕组
n
1 2
罩极电动机
1
2
3
k Ik Ek
罩极绕组 ——短路环
穿过短路环与不穿过短路环 的两部分磁场有时间相位 差——两个磁场在空间和时 间上不同相
合成磁场是椭圆形旋转磁 场 , 旋转方向从未罩极部分
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分相式单相异步电动机是一种结构简单、应用范围较广的单相电动机,可分为电阻分相启动电动机、电容分相启动电动机和电感分相启动电动机,如图3-2、图3-3、图3-4所示。
它们的构造基本相同,所不同的是,为了取得相位移而使用不同分相元件。
电容分相性能虽优,但由于有了启动电容器而增加了成本; 电阻分相的成本低,可采用串入电阻和减小启动绕组的导线截面,使两个绕组的电抗和电阻不同来获得分相效果分相式单相异步电动机的启动绕组与工作绕组在空间上互差90℃角度，由于启动绕组中串有电阻或电容器,当绕组通人单相交流电压时,形成两个绕组磁通的相位差,从而使之产生旋转磁场,电动机开始启动。
《异步电动机》课件
异步电动机的调速
变极调速
通过改变电动机的极数来调节转速，但只能在有限的范围内调速。
变频调速
通过改变电源的频率来调节电动机的转速，可以实现宽范围的调速，且调速性能 好。
异步电动机的制动和反转
能耗制动
反转
在电动机定子绕组中通入直流电，产 生恒定的磁场，利用转子感应电流与 恒定磁场的相互作用产生制动力矩。
03
转子铁芯
转子铁芯是电动机的磁路部分，通常 由0.5mm厚的硅钢片叠压而成。
转轴
转轴是电动机的输出部分，通过轴承 与机座相连，用于驱动负载。
05
04
转子绕组
转子绕组是电动机的电路部分，它由 绝缘导线绕制而成，嵌套在转子铁芯 槽内。
其他部件
01
02
03
轴承
轴承是用来支撑转子的部 件，分为滚动轴承和滑动 轴承两种。
通过改变电源相序或绕组接线方式来 实现电动机的反转。
反接制动
通过反接电源相序来改变电动机旋转 磁场的旋转方向，利用转子感应电流 与旋转磁场的相互作用产生制动力矩 。
05
异步电动机的维护与故障 处理
异步电动机的日常维护
定期检查
定期检查异步电动机的 外观、紧固件、轴承异步电动机的清洁 ，防止灰尘、杂物进入
汽车用异步电动机
适用于汽车驱动和辅助系 统，如起动机、发电机等 。
04
异步电动机的运行与控制
异步电动机的启动
直接启动
通过直接将电动机接入电源来启动。这种方式简单，但可能导致电流过大，适 用于小容量电动机。
降压启动
通过降低加在电动机上的电压来减小启动电流。常用的方法有星形-三角形启动 和自耦变压器启动。
《异步电动机》 PPT课件
《异步电机原理》课件
《异步电机原理》 PPT课件
contents
目录
• 异步电机概述 • 异步电机工作原理 • 异步电机特性 • 异步电机启动与控制 • 异步电机维护与故障处理
01
异步电机概述
异步电机定义
异步电机
又称感应电机，是由气隙旋转磁 场与转子绕组感应电流相互作用 产生电磁转矩，从而实现能量转 换的一种电机。
根据电机型号和使用情况，定期对轴承进 行润滑保养，保证轴承的正常运转。
清洁保养
紧固保养
定期对电机进行清洁，清除灰尘和杂物， 保持电机内部清洁。
对电机的螺栓、螺母等紧固件进行检查和 紧固，防止松动。
异步电机常见故障及处理
绕组故障
如绕组短路、断路等，需要检查绕组的绝缘层和 导线连接，修复或更换损坏的绕组。
03
异步电机特性
异步电机机械特性
启动与制动特性
描述了异步电机在启动和制动过程中 的性能特点，包括启动电流、启动转 矩、制动方式等。
负载变化对特性的影响
探讨了在不同负载条件下，异步电机 的转速、转矩等参数的变化情况。
异步电机效率特性
效率与功率因数
详细分析了异步电机的效率与功率因数之间的关系，以及如何通过优化设计提 高效率。
软启动
通过逐渐增加电机输入电压来平滑启动，可 减小启动电流和振动。
星三角启动
通过改变电机定子绕组的接线方式来降低启 动电流，适用于较大型电机。
变频启动
通过改变电源频率来启动电机，可实现精确 控制和优化启动性能。
异步电机调速控制
变极调速
通过改变电机定子绕组的接线 方式来改变极数，从而实现调
速。
转子串电阻调速
当三相交流电流通过异步电机的定 子绕组时，根据电磁感应定律，会 在电机内部产生一个旋转的磁场。
contents
目录
• 异步电机概述 • 异步电机工作原理 • 异步电机特性 • 异步电机启动与控制 • 异步电机维护与故障处理
01
异步电机概述
异步电机定义
异步电机
又称感应电机，是由气隙旋转磁 场与转子绕组感应电流相互作用 产生电磁转矩，从而实现能量转 换的一种电机。
根据电机型号和使用情况，定期对轴承进 行润滑保养，保证轴承的正常运转。
清洁保养
紧固保养
定期对电机进行清洁，清除灰尘和杂物， 保持电机内部清洁。
对电机的螺栓、螺母等紧固件进行检查和 紧固，防止松动。
异步电机常见故障及处理
绕组故障
如绕组短路、断路等，需要检查绕组的绝缘层和 导线连接，修复或更换损坏的绕组。
03
异步电机特性
异步电机机械特性
启动与制动特性
描述了异步电机在启动和制动过程中 的性能特点，包括启动电流、启动转 矩、制动方式等。
负载变化对特性的影响
探讨了在不同负载条件下，异步电机 的转速、转矩等参数的变化情况。
异步电机效率特性
效率与功率因数
详细分析了异步电机的效率与功率因数之间的关系，以及如何通过优化设计提 高效率。
软启动
通过逐渐增加电机输入电压来平滑启动，可 减小启动电流和振动。
星三角启动
通过改变电机定子绕组的接线方式来降低启 动电流，适用于较大型电机。
变频启动
通过改变电源频率来启动电机，可实现精确 控制和优化启动性能。
异步电机调速控制
变极调速
通过改变电机定子绕组的接线 方式来改变极数，从而实现调
速。
转子串电阻调速
当三相交流电流通过异步电机的定 子绕组时，根据电磁感应定律，会 在电机内部产生一个旋转的磁场。
单相异步电动机(上课用PPT)
开, 这时单相异步电动机实质上是两相启动单相运转。
改变转向的方法, 是把工作绕组或启动绕组中的任何一个绕组接电源的
两出线端对调。
2．电容启动分相式单相异步电动机
电容启动分相式单相异步电动机的工作原理图如图 6 - 4所示。这种电
动机在结构上和电阻分相式相似 , 区别只是在启动绕组中串入一个电容器 ,
• 有关强洗、中洗和弱洗的工作情况如下： • 强洗：波轮单向连续转动，洗涤时产生强烈的涡流冲刷衣物。波轮转动时
间的长短由定时器控制，最长不超过15分钟。适用于洗涤较脏的工作服、床 单及粗厚衣物。 • 中洗：波轮以自动间歇正反向转动，产生中等涡流冲刷衣物进行洗涤。正 或反转25～30秒，间歇3～5秒。适用于洗涤棉麻织物、化纤混纺衣物。 • 弱洗：波轮以自动间歇正反向转动，产生柔和涡流冲刷衣物进行洗涤。正 或反转3～5秒，间停5～7秒。适用于洗涤丝绸、毛纺等柔质衣物。 • 从以上可知，洗衣机的洗涤强度，既强洗、中洗和弱洗，与电风扇送风强度 是有本质区别的。电风扇是以改变电动机的转速来获得不同的风量，而洗衣 机的强、中、弱洗并非通过电动机转速改变来获得，它是通过控制电动机的 运转与停止的时间长短来实现的。
相交流电流时, 产生的磁动势是一个脉振磁动势 F 。如下图所 示。
单相定子绕组通入单相交流电
产生脉动磁场
脉振磁动势 F 可以分解为两个幅值相等（等于脉振磁动 势幅值的一半），同步转速相同,旋转方向相反的圆形旋转磁 动势, 即 F = F+ + F_ , 如图6 - 1所示。其中 F+ 的转向与电动 机转向相同, 称为正向旋转磁动势；F_ 的转向与电动机转向 相反, 称为反向旋转磁动势。
可以证明：当两相绕组通入相位不同的两相交流电流时, 将产生一个椭圆形的旋转磁动势和旋转磁场；而两相对称绕 组通入两相对称交流电流时,将产生一个圆形的旋转磁动势和 旋转磁场。
单相异步电动机
调速特性
单相异步电动机的调速性能相对较差，一般通过改变电源频率或采用变极调速等方法实现 调速。
效率与功率因数
单相异步电动机的效率和功率因数通常较低，尤其在轻载和空载时更为明显。为了提高效 率和功率因数，可以采取一些措施，如采用高效电机设计、优化定子绕组结构等。
04
单相异步电动机的启动方式
电阻启动
单相异步电动机
汇报人：XX
CONTENTS
• 引言 • 单相异步电动机的基本结构 • 单相异步电动机的工作原理 • 单相异步电动机的启动方式 • 单相异步电动机的调速方法 • 单相异步电动机的维护与保养
01
引言Leabharlann 电动机的定义与分类电动机定义
电动机是一种将电能转换为机械 能的装置，广泛应用于各种机械 设备中。
通过改变电动机定子铁芯的结构，使其在启动时产生一个旋转磁场。这
种启动方式适用于小功率单相异步电动机。
02
频敏变阻器启动
利用频敏变阻器的阻抗随频率变化的特性，在启动时限制电流并提高转
矩。随着电动机转速的升高，频敏变阻器的阻抗逐渐减小。
03
软启动器启动
采用电力电子技术，通过控制晶闸管的导通角来调节电动机的输入电压
轴承
支撑电机转轴旋转的重要部件，一般采用滚动轴承，具有摩 擦系数小、运转精度高、使用寿命长等优点。
风扇及风罩
风扇
安装在电机转轴上，随电机旋转而产 生空气流动，起到散热作用。风扇一 般采用铝合金或塑料材料制成，具有 重量轻、噪音小等特点。
风罩
安装在电机外部，与风扇配合使用， 起到引导空气流动、降低电机温升的 作用。风罩一般采用钢板或铝合金材 料制成，具有强度高、耐腐蚀等特点 。
串联电阻启动
单相异步电动机的调速性能相对较差，一般通过改变电源频率或采用变极调速等方法实现 调速。
效率与功率因数
单相异步电动机的效率和功率因数通常较低，尤其在轻载和空载时更为明显。为了提高效 率和功率因数，可以采取一些措施，如采用高效电机设计、优化定子绕组结构等。
04
单相异步电动机的启动方式
电阻启动
单相异步电动机
汇报人：XX
CONTENTS
• 引言 • 单相异步电动机的基本结构 • 单相异步电动机的工作原理 • 单相异步电动机的启动方式 • 单相异步电动机的调速方法 • 单相异步电动机的维护与保养
01
引言Leabharlann 电动机的定义与分类电动机定义
电动机是一种将电能转换为机械 能的装置，广泛应用于各种机械 设备中。
通过改变电动机定子铁芯的结构，使其在启动时产生一个旋转磁场。这
种启动方式适用于小功率单相异步电动机。
02
频敏变阻器启动
利用频敏变阻器的阻抗随频率变化的特性，在启动时限制电流并提高转
矩。随着电动机转速的升高，频敏变阻器的阻抗逐渐减小。
03
软启动器启动
采用电力电子技术，通过控制晶闸管的导通角来调节电动机的输入电压
轴承
支撑电机转轴旋转的重要部件，一般采用滚动轴承，具有摩 擦系数小、运转精度高、使用寿命长等优点。
风扇及风罩
风扇
安装在电机转轴上，随电机旋转而产 生空气流动，起到散热作用。风扇一 般采用铝合金或塑料材料制成，具有 重量轻、噪音小等特点。
风罩
安装在电机外部，与风扇配合使用， 起到引导空气流动、降低电机温升的 作用。风罩一般采用钢板或铝合金材 料制成，具有强度高、耐腐蚀等特点 。
串联电阻启动
第8章 单相异步电动机
机可以顺利起动，从上面的分析结果可知，单相异步电动机的
关键问题是如何起动的问题，而起动的必要条件是： （1）定子具有空间不同相位的两个绕组。
（2）两相绕组中要通入不同相位的交流电流，第一个条
件显然应该是满足的，所以，现在的关键问题是如何实现电流 ①单相电阻分相起动异步电动机 的分相问题，根据分相方法的不同，我们把单相异步电动机又 ②单相电容分相起动异步电动机 分为： ③单相电容运转异步电动机 ④单相电容起动与运转异步电动机 ⑤单相罩极式异步电动机
按照水流情况分类可分为波轮式、滚筒式和搅拌式，其中多多 采用波轮式。 8.3.4 电动工具中的应用 分相式电动机启动电流倍数为6~7，启动转矩位数为 1.2~2.0，功率因数为0.40~0.75，它的主要优点是价格低、应 用广泛；缺点是启动电流大、启动转矩较小。在工厂中通常用 于启动转矩较小的动力设备。
新世纪高职高专 电气自动化技术类课程规划教材
新世纪高职高专教材编审委员会 组编 主编 郑立平 张 晶 王文一 主审 孙建忠
第8章 单相异步电动机
8.1 单相异步电动机结构与工作原理
8.2 单相异步电动机的启动、反转及调速
8.3 单相异步电动机的应用
第8章 单相异步电动机
1.单相异步电动机：仅需单相电源供电的电动机。 2.结构简单，成本低廉，运行可靠，维修方便等优点，
由此可见，单个绕组通电，电机可以运行，但不能起动， 因此必须有两相绕组才行。
8.1 单相异步电动机结构与工作原理 工作原理：
图示在空间互差90º 电角度的两相绕组中，通入在时间相
位上互差90º 的两相正弦交流电产生旋转磁场的情况。
8.1 单相异步电动机结构与工作原理 两相绕组通电时的机械特性：从图形可以看出，此时的电
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• 转子为什么要斜槽? 由于定转子开槽产生齿谐波,齿谐波的分布系数 及短距系数和基波相同,不能用分布及短距的方 法削弱它,在单相电机中通常采用转子斜槽的办 法,使齿谐波磁场在转子导条中感应的电势被抵 消掉,这样就能防止齿谐波磁场产生的附加转矩 .损耗.噪音.一般斜一个定子齿距.
• 转子为什么要充分发蓝? 发蓝能减低转子的涡流电流,在起动阶段,负序 磁场大,涡流电流在负序磁场作用下,产生阻转 矩,严重时导致起动不良高发.
单相异步电动机
•
2. 最大电磁转矩Tmax和发生最大电磁转矩
时的转差率sm
• 注意：
• 在给定频率下，Tmax与U12成正比。最大电磁转矩 与转子电阻无关，但发生最大电磁转矩的转差sm 与R'2成正比（亦即与R2成正比）。漏抗越大， Tmax越小。故当转子回路电阻增加（如绕线型转 子串入附加电阻）时，Tmax虽然不变，但sm增大 ，整个Tem=f(s)曲线向左移动 。
单相异步电动机
• 如何提高电机效率 ? • 电机的损耗:铜损,铁损,机械损,杂散损. • 铜损:定子铜损,转子铝损 • 铁损:定子,转子铁芯磁滞损,涡流损. • 降低定子铜损---1.降低定子绕组匝数 但要注意①.磁密上
升,铁耗增大.②激磁电流增大,铜损增大③.功率因素降低. 2.降低定子绕组端部长度 但要注意定子制造性. 3.增加定 子导线面积 但要注意槽满率不要过高.成本上升. • 降低转子铝损 ---1.增大转子槽面积,端环面积 但要注意起 动力矩下降,用材料增加. • 降低铁损----1.定子铁芯热处理 成本增加 2.高牌号电磁钢 板 成本增加 3.增大铁芯厚度,降低磁密,但铁芯重量增加, 能否降低铁损取决于这两因素谁占主导地位.另外激磁电流 减低,降低铜损,但电阻上升,能否真正降低铜损要注意.
的成型线圈。
单相异步电动机结构
•绕组：构成电路部分。其作用是 感应电动势、流过电流、实现机电 能量转换。定子绕组在槽内部分与 铁心间必须可靠绝缘，槽绝缘的材 料、厚度由电机耐热等级和工作电
压来决定。
单相异步电动机结构
•转子结构: •铁心：由厚度为0.5mm 的低硅钢片叠装而成， 构成磁路。转轴：支撑 转子铁心和输出机械转 矩。绕组：构成电路部 分。分为：笼形绕组和
• .选择好的转子发兰,铸铝工艺.转子铝损
单相异步电动机
转子起动电流的影响因素:漏电抗小
• 增加漏电抗---1.增大定子绕组匝数 但要注意起动 转矩降低.
最大转矩的影响因素:漏电抗大,定子电阻大,转子电阻 大.
• 降低漏电抗.定子电阻---1.降低定子绕组匝数 但
要注意①.磁密上升,铁耗增大.②激磁电流增大,铜
单相异步电动机知识
•一、工作原理(单绕组异步电动机) •单相异步电动机定子上一般有两个绕组：起 动绕组、工作绕组，两绕组在空间上相距90
度电角度。转子是笼型结构。
单相异步电动机知识
•常用起动方法是裂相起动。 在定子上另装一套起动绕组， 使之为工作绕组在空间上互差 90°电角度。起动绕组与电容 (或电阻)串联后再与工作绕组 并联于同一电源上，如图所示 。适当选择串入电容C的大小 ，可以使起动绕组中电流IB超 前于工作绕组中电流IA约90° 相角。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
损增大③.功率因素降低.
2.改进定子槽形,
增大槽宽,减小槽高 但要注意齿磁密增加,功率因
பைடு நூலகம்
素降低.3.选大的线规,要注意槽满率不要过高
• 降低转子电阻---1.增大转子槽面积,端环面积 但 要注意起动转矩下降.
单相异步电动机
异步电机电磁转矩的参数表达式描述了电磁转矩与参数的关系，由简化等效电路推导出表达式如下
一定的起动转矩。
单相异步电动机种类
•1.单相电阻起动异步电动机—冰箱 压缩机
•2.单相电容起动异步电动机--冰箱 压缩机
• 3.单相电容起动运转异步电动-空调压缩机
•4.单相罩极异步电动机—小家电
空调压缩机用单相异步电动机 的性能要求
•1.最大力矩—和压机排量成正比,压机的BDV要求有关(通 常为额定力矩的2.2倍以上)
单相异步电动机
转子起动转矩的影响因素:漏电抗大,转子电阻小,转子发兰不 充分,转子鼠笼断条.气孔.
• 降低漏电抗---1.降低定子绕组匝数 但要注意①.磁密上升, 铁耗增大.②激磁电流增大,铜损增大③.功率因素降低. 2.改进定子槽形,增大槽宽,减小槽高 但要注意齿磁密增加, 功率因素降低.
• 增加转子电阻---1.减小转子槽面积,端环面积 但要注意转 子铝损上升,效率下降.
•2.起动力矩--(通常为额定力矩的0.3倍以上)冷媒沉积试验 3.电容电压---气体负荷详细试验中电容电压<电容耐压值的 1.1倍
•4.额定工况效率 决定COP的水平
•5.和保护器的匹配(保护器的UT>气体负荷详细试验 ITMAX,-30%电压或20%电压下,马达堵转保护试验绕组温度 <200度
单相异步电动机结构
•异步电机主要由固定不动的定子和旋转的转 子两部分组成，定、转子之间有气隙.
单相异步电动机结构
•铁心：由厚度为0.5mm的低硅钢片 叠装而成，构成磁路，嵌放定子绕 组。为了嵌放定子绕组，在定子冲 片中均匀地冲制若干个形状相同的 槽。槽形有三种：半闭口槽、半开 口槽、开口槽 。半闭口槽适用于小 型异步电机，其绕组是用圆导线绕 成的。半开口槽适用于低压中型异 步电机，其绕组是成型线圈。开口 槽适用于高压大中型异步电机，其 绕组是用绝缘带包扎并浸漆处理过
绕线式绕组。
单相异步电动机结构
•总结: •定子--两相绕组+铁芯+绝缘材料 •转子—转子铁芯+铝压铸鼠笼 •由两相绕组在气隙中形成旋转磁场,转子 导条感生电势产生电流,电流和磁场作用 产生作用力使转子旋转,由于转子旋转速 度低于旋转磁场的速度,所以叫异步电动 机
单相异步电动机磁场
单相异步电动机
单相异步电动机
• E=4.44fwkΦ • E—电势 f—频率 w—每相串联匝数 k—绕组系
数 • Φ—每极气隙磁通量 • 在同样的每极气隙磁通量下,-8电源机种的匝数
是-1电源的2.3倍,但通常60HZ的铁损比50HZ铁 损高,为降低铁损, -1电源的每极气隙磁通量比-8 电源机种小,所以,-8电源机种的匝数是-1电源的 2倍左右.
• 转子为什么要充分发蓝? 发蓝能减低转子的涡流电流,在起动阶段,负序 磁场大,涡流电流在负序磁场作用下,产生阻转 矩,严重时导致起动不良高发.
单相异步电动机
•
2. 最大电磁转矩Tmax和发生最大电磁转矩
时的转差率sm
• 注意：
• 在给定频率下，Tmax与U12成正比。最大电磁转矩 与转子电阻无关，但发生最大电磁转矩的转差sm 与R'2成正比（亦即与R2成正比）。漏抗越大， Tmax越小。故当转子回路电阻增加（如绕线型转 子串入附加电阻）时，Tmax虽然不变，但sm增大 ，整个Tem=f(s)曲线向左移动 。
单相异步电动机
• 如何提高电机效率 ? • 电机的损耗:铜损,铁损,机械损,杂散损. • 铜损:定子铜损,转子铝损 • 铁损:定子,转子铁芯磁滞损,涡流损. • 降低定子铜损---1.降低定子绕组匝数 但要注意①.磁密上
升,铁耗增大.②激磁电流增大,铜损增大③.功率因素降低. 2.降低定子绕组端部长度 但要注意定子制造性. 3.增加定 子导线面积 但要注意槽满率不要过高.成本上升. • 降低转子铝损 ---1.增大转子槽面积,端环面积 但要注意起 动力矩下降,用材料增加. • 降低铁损----1.定子铁芯热处理 成本增加 2.高牌号电磁钢 板 成本增加 3.增大铁芯厚度,降低磁密,但铁芯重量增加, 能否降低铁损取决于这两因素谁占主导地位.另外激磁电流 减低,降低铜损,但电阻上升,能否真正降低铜损要注意.
的成型线圈。
单相异步电动机结构
•绕组：构成电路部分。其作用是 感应电动势、流过电流、实现机电 能量转换。定子绕组在槽内部分与 铁心间必须可靠绝缘，槽绝缘的材 料、厚度由电机耐热等级和工作电
压来决定。
单相异步电动机结构
•转子结构: •铁心：由厚度为0.5mm 的低硅钢片叠装而成， 构成磁路。转轴：支撑 转子铁心和输出机械转 矩。绕组：构成电路部 分。分为：笼形绕组和
• .选择好的转子发兰,铸铝工艺.转子铝损
单相异步电动机
转子起动电流的影响因素:漏电抗小
• 增加漏电抗---1.增大定子绕组匝数 但要注意起动 转矩降低.
最大转矩的影响因素:漏电抗大,定子电阻大,转子电阻 大.
• 降低漏电抗.定子电阻---1.降低定子绕组匝数 但
要注意①.磁密上升,铁耗增大.②激磁电流增大,铜
单相异步电动机知识
•一、工作原理(单绕组异步电动机) •单相异步电动机定子上一般有两个绕组：起 动绕组、工作绕组，两绕组在空间上相距90
度电角度。转子是笼型结构。
单相异步电动机知识
•常用起动方法是裂相起动。 在定子上另装一套起动绕组， 使之为工作绕组在空间上互差 90°电角度。起动绕组与电容 (或电阻)串联后再与工作绕组 并联于同一电源上，如图所示 。适当选择串入电容C的大小 ，可以使起动绕组中电流IB超 前于工作绕组中电流IA约90° 相角。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
损增大③.功率因素降低.
2.改进定子槽形,
增大槽宽,减小槽高 但要注意齿磁密增加,功率因
பைடு நூலகம்
素降低.3.选大的线规,要注意槽满率不要过高
• 降低转子电阻---1.增大转子槽面积,端环面积 但 要注意起动转矩下降.
单相异步电动机
异步电机电磁转矩的参数表达式描述了电磁转矩与参数的关系，由简化等效电路推导出表达式如下
一定的起动转矩。
单相异步电动机种类
•1.单相电阻起动异步电动机—冰箱 压缩机
•2.单相电容起动异步电动机--冰箱 压缩机
• 3.单相电容起动运转异步电动-空调压缩机
•4.单相罩极异步电动机—小家电
空调压缩机用单相异步电动机 的性能要求
•1.最大力矩—和压机排量成正比,压机的BDV要求有关(通 常为额定力矩的2.2倍以上)
单相异步电动机
转子起动转矩的影响因素:漏电抗大,转子电阻小,转子发兰不 充分,转子鼠笼断条.气孔.
• 降低漏电抗---1.降低定子绕组匝数 但要注意①.磁密上升, 铁耗增大.②激磁电流增大,铜损增大③.功率因素降低. 2.改进定子槽形,增大槽宽,减小槽高 但要注意齿磁密增加, 功率因素降低.
• 增加转子电阻---1.减小转子槽面积,端环面积 但要注意转 子铝损上升,效率下降.
•2.起动力矩--(通常为额定力矩的0.3倍以上)冷媒沉积试验 3.电容电压---气体负荷详细试验中电容电压<电容耐压值的 1.1倍
•4.额定工况效率 决定COP的水平
•5.和保护器的匹配(保护器的UT>气体负荷详细试验 ITMAX,-30%电压或20%电压下,马达堵转保护试验绕组温度 <200度
单相异步电动机结构
•异步电机主要由固定不动的定子和旋转的转 子两部分组成，定、转子之间有气隙.
单相异步电动机结构
•铁心：由厚度为0.5mm的低硅钢片 叠装而成，构成磁路，嵌放定子绕 组。为了嵌放定子绕组，在定子冲 片中均匀地冲制若干个形状相同的 槽。槽形有三种：半闭口槽、半开 口槽、开口槽 。半闭口槽适用于小 型异步电机，其绕组是用圆导线绕 成的。半开口槽适用于低压中型异 步电机，其绕组是成型线圈。开口 槽适用于高压大中型异步电机，其 绕组是用绝缘带包扎并浸漆处理过
绕线式绕组。
单相异步电动机结构
•总结: •定子--两相绕组+铁芯+绝缘材料 •转子—转子铁芯+铝压铸鼠笼 •由两相绕组在气隙中形成旋转磁场,转子 导条感生电势产生电流,电流和磁场作用 产生作用力使转子旋转,由于转子旋转速 度低于旋转磁场的速度,所以叫异步电动 机
单相异步电动机磁场
单相异步电动机
单相异步电动机
• E=4.44fwkΦ • E—电势 f—频率 w—每相串联匝数 k—绕组系
数 • Φ—每极气隙磁通量 • 在同样的每极气隙磁通量下,-8电源机种的匝数
是-1电源的2.3倍,但通常60HZ的铁损比50HZ铁 损高,为降低铁损, -1电源的每极气隙磁通量比-8 电源机种小,所以,-8电源机种的匝数是-1电源的 2倍左右.