单相异步电动机教案

单相异步电动机教案

无法抵消，因此产生了启动力矩。

二、单相异步电动机的主要类型及结构

1、单相感应电动机

单相感应电动机是单相异步电动机中最简单、最常见的一种类型，其结构与三相感应电动机类似，但只有一个主磁极和一个辅助磁极。在单相电源的作用下，主磁极和辅助磁极之间产生一个旋转磁场，从而产生启动力矩，使电动机启动运转。

2、单相电容启动电动机

单相电容启动电动机在启动时需要一个辅助启动电路，通过电的作用使主磁极和辅助磁极之间产生一个旋转磁场，从而产生启动力矩，使电动机启动运转。启动后，电自动断开，电动机继续运行。

3、单相分相电动机

单相分相电动机是一种结构比较特殊的单相异步电动机，其定子绕组中有两组线圈，分别接在电源两相上，从而产生两个旋转磁场，相互作用产生启动力矩，使电动机启动运转。

三、单相异步电动机的启动方法

1、直接启动法

单相异步电动机可以直接接在单相交流电源上启动，但启动时需要克服较大的起动电流，容易引起电网电压降低和电动机损坏。

2、电容启动法

单相电容启动电动机在启动时需要一个辅助启动电路，通过电的作用使电动机产生启动力矩，启动后电自动断开。

3、电容启动与电容运行法

单相电容启动与电容运行电动机在启动时需要一个辅助启动电路，并在运行时需要一个辅助电，通过电的作用使电动机产生启动力矩和运行力矩，启动后辅助电自动断开，运行时辅助电保持连接。

教学方法简析

通过讲解单相异步电动机的主要类型及工作原理，培养学生对电动机的基本认识和理解，同时通过实物展示和视频观看等方式，让学生更加直观地了解单相异步电动机的结构和启动方法。在讲解过程中，适当降低要求，考虑学生实际情况，采用启发引导式教学、提问法、作图法、比较分析法等多种教学方法，提高学生的研究兴趣和参与度。

单相异步电动机的工作原理：

单相异步电动机产生的脉动磁场没有启动力矩，但外加力矩后电动机就有力矩，可正反向旋转，方向由外力矩方向决定。

单相异步电动机的结构：

单相异步电动机由定子、转子、端盖和轴承等三大部分组成。定子绕组常做成两相：主绕组和副绕组，中轴线错开一定的电角度，以改善启动性能和运行性能。

单相异步电动机的启动开关：

单相异步电动机的启动开关主要有电磁启动继电器、离心开关和PTC元件三种。电磁启动继电器主要用于冰箱压缩电

动机等专用电动机，有电流启动型和电压启动型两种类型。离心开关是较常用的启动开关，安装在电动机端盖边的转子上。PTC元件是一种热敏元件，串联在电动机的启动绕组上，可

实现启动绕组的切断。

停机后，需要等待至少3分钟才能再次启动，以便PTC

元件冷却，减小电阻值。

单相异步电动机可以根据获得启动转矩的方法进行分类，主要分为罩极式单相异步电动机和分相式单相异步电动机两大类，其中分相式单相异步电动机又分为电容分相式单相异步电动机和电阻分相式单相异步电动机。

罩极式单相异步电动机系列号为YJ，而电阻分相式单相

异步电动机系列号为YU。电容分相式单相异步电动机又可分

为电容运行单相异步电动机（系列号为YY）、电容启动单相

步电动机（系列号为YC）和双值电容单相异步电动机（系列

号为YL1）。

分相式电动机通常在定子上安装两套绕组，一套是工作绕组（或称主绕组），长期接通电源工作；另一套是启动绕组（或称为副绕组、辅助绕组），以产生启动转矩和固定电动机转向，两套绕组的空间位置相差90度。根据启动方式的不同，可分为电阻启动和电容运行（电容）异步电动机。

电阻启动单相异步电动机的电路图如图a所示。其结构特点是定子铁心上嵌放两套绕组，空间位置上互差90度。工作

绕组LZ匝数多、导线较粗，可近似看成纯电感负载；启动绕

组LF导线较细，又串有启动电阻R，可近似看成纯电阻性负载，通过电阻来分开两个支路电流的相位。它具有中等启动转矩（一般为额定转矩的1.2~2.2倍），但启动电流较大。实际上，许多电动机的启动绕组没有串联电阻R，而是设法增加导

线电阻，从而使启动绕组本身就有较大的电阻。在运行时，只有工作绕组工作，因此在电冰箱压缩机中得到广泛的应用。

电容运行（电容）异步电动机的电路图如图b所示。其结构特点是定子铁心上嵌放两套绕组，绕组的结构基本相同，空间位置上互差90度。工作绕组LZ接近纯电感负载，其电流ILZ相位落后电压接近90度；启动绕组LF上串接电，合理选择电容值，使串联支路电流ILF超前ILZ的相位约90度。

单相电容启动异步电动机的结构类似于单相电容运行异步电动机，但在启动绕组中串联一个启动开关S。当电动机转子处于静止或转速较低时，启动开关S接通，启动绕组和工作绕组接在单相电源上，获得启动转矩。当电动机转速达到额定转速的80％左右时，启动开关S断开，启动绕组从电源上切断，此时单靠工作绕组已有较大转矩，驱动负载运行。电容启动电动机具有较大启动转矩，但启动电流相应增大，适用于重载启动的机械，例如小型空压机、洗衣机和空调器等。

双值电容单相异步电动机的结构特点是C1为启动电容，容量较大；C2为工作电容，容量较小，两只电并联后与启动绕组串联。启动时两只电都工作，电动机有较大启动转矩，转

速上升到额定转速的80％左右时，启动开关S将启动电容C1

断开，启动绕组上只串联工作电容C2，电容量减少，降低运

行电流。双值电容电动机既有较大的启动转矩，又有较高的效率和功率因数。它广泛地应用于小型机床设备。

罩极式异步电动机的定子铁心由硅钢片叠压而成，每个磁极极面的1/3处开有小槽，在极柱上套上铜制的短路环，就像

把这部分磁极罩起来一样，所以称罩极式电动机。励磁绕组套在整个磁极上，必须正确连接，以使其上下刚好产生一对磁极。当单相交流___入时，磁场的变化使得罩极式电动机的旋转磁

场产生。