异步电机及控制解析
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一 单相异步交流电动机
采用单相交流电源供电的电动机称为单相异步电动机。
单相异步电动机的容量一般在750W以下，与同容量的三相异 步电动机相比，它的体积较大，运行性能较差，但是它结构简 单、成本低廉、运行可靠、维修方便，通常广泛应用在小容量 的场合，如家用电器（电风扇、电冰箱、洗衣机等）、空调设 备、电动工具（如油泵、砂轮机）、医疗器械及轻工设备中。
电容运转单相异步电动机
特点：
ⅰ）起动绕组和电容器按长期工作设计； ⅱ）过载能力、功率因数和效率均较高； ⅲ）容量能做到五十瓦至几千瓦； ⅳ）应用比较广泛，如应用于压气机、空调等。
电阻起动单相异步电动机
一、电阻起动电动机
在起动绕组中串联电阻来分相，即工作绕组电阻小， 电抗大；起动绕组电阻大，电抗小。
1）定子具有空间不同相位的2个绕组 2）两相绕组中通入不同相位的交流电流，分相产生旋转磁场。 3）电容器C配得合适，可使超前900→圆形旋转磁势，TS↑，IS↓
I •
IZ
超前900
• U
特点：起动转距较大，起动电流也较大， 应用在空气压缩机、电冰箱、水泵、电 扇(70W)等满载起动的场合。 应用最普遍
合成磁场：一个旋转磁场：n1= 60 f1
p
起动必要条件：1）定子具有空间不同相位的2个绕组
2）两相绕组中通入不同相位的交流电流，分相
单相异步交流电动机的工作原理
单相异步交流电动机的工作原理
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。
电机不能自行起动。 • 2）如果外力使电机转动：n>0，T>0，正转；
n<0，T<0，反转可以运行但不能起动。
单相异步交流电动机的工作原理
2、两相绕组的旋转磁场
单相分相式：定子安放2相绕组，它们参数相同，但空间位置上相差 900电角（对称），2相对称绕组中通入大小相等，相位相差900电角的 2相对称电流。
• 一、调速方法： • 串电抗器调速 • 简单，方便，但有级调速，T、P↓ • 台风扇用
单相异步电动机的调速
• 3.自耦变压器调速 • 调自耦变压器调压：a:调速时整台电动机降压：低速档起动性能
差 • b:工作绕组降压：低速档起动性能较好，接线复杂
ห้องสมุดไป่ตู้
单相异步电动机的调速
• 4.串电容调速 • 电容与容抗成反比，电容量大－容抗小－相应的电压降也小，n就
单相异步交流电动机的结构
单相异步交流电动机的工作原理
1、单相绕组的脉振磁场 定子绕组：主绕组是一单相绕组m m：加一正弦交流电→气隙→产生
脉振磁场F0
单相异步交流电动机的工作原理
• 脉动磁场：磁场大小及方向随电流的变化而变 化，但磁场的轴线却固定不变。
• 结论 磁场只是脉动而不旋转，电动机不起动。 • 1）n=0，T＝0，无起动转矩，不采取措施，
极部分。电机转向也由未罩极部分转向罩极部分。
3、改变转向的方法： 1） 定子上绕制两套起动绕组； 2） 将定、转子反向安装。
4、优缺点：起动转矩小，结构简单，不需要电容器。 5、应用: 用于小容量电动机中。如应用于小型风扇、电动模 型和电唱机中。
单相异步电动机的调速
• 方法：同三相异步电动机，改变 定子电压 ：串电抗器、晶闸管调 压
一、分相起动电动机
分相起动电动机包括电容起动电动机、电容运转电动机和 电阻起动电动机
特点： ⅰ）起动绕组和电容按短时工作设计； ⅱ）电容起分相和提高功率因数的作用。
由 于 起 动 绕 组 和 电 容 按 短 时 工 作 设 计 ， 因 此 ， 当 n达 75 ～ 80%n1时，离心开关自动打开。
电容分相单相异步电动机
单相异步交流电动机的结构
与三相感应电动机相似，包括定子和转子两大部分。转子 结构都是笼型的，定子铁心由硅钢片叠压而成。定子铁心上嵌 有定子绕组。
单相感应电动机正常工作时，一般只需要单相绕组即可， 但单相绕组通以单相交流电时产生的磁场是脉动磁场，单相运 行的电动机没有起动转矩。
为使电动机能自行起动和改善运行性能，除工作绕组（又 称主绕组）外，在定子上还安装一个辅助的起动绕组（又称副 绕组）。两个绕组在空间相距900或一定的电角度。
1、结构特点： 定子作成凸极式，由硅钢片叠压而成，工作绕组为集中绕 组，套在定子磁极上，每个极靴表面1/3～1/4处开有一个小 槽，放入罩极绕组（短路环），如下图：
电阻起动单相异步电动机
2、工作原理
.
.
.
3 1 k
.
.
3 在时间上滞后 1 一个角度Ψ，而两个绕组在空间也
相隔一个角度，产生旋转磁场，转向由未罩极部分转向罩
排气风扇
什么是单相异步交流电动机
洗衣机电机
电动车电机
油烟机电机
家 用 空 调 电 机
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什么是单相异步交流电动机
单相异步电动机的优缺点
优点：结构简单，成本低廉，噪音小。 缺点：与同容量三相感应电动机相比较，体积较大，功率 因数及过载能力都较低。 故单相感应电动机只能作成小容量： 微型：几瓦～750瓦； 小型：550瓦～3700瓦。
第六讲 单相异步电动机
李红利
异步电动机的工作原理
异步电动机定子接三相电源 后，电机内便形成圆形旋转磁动 势，圆形旋转磁密，设其方向为 逆时针转，如图所示。若转子不 转，转子鼠笼导条与旋转磁密有 相对运动，导条中有感应电动势 e，方向由右手定则确定。由于 转子导条彼此在端部短路，于是 导条中有电流，不考虑电动势与 电流的相位差时，电流方向同电 动势方向。这样，导条就在磁场 中受力f，用左手定则确定受力 方向，如图所示。
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。
单相异步交流电动机的主要类型
根据获得旋转磁场方式的不同，主要分为分相电动机和罩极 电动机
高，R为泄防电阻 • 特点：电动机起动性能好，正常运行时无功率损耗，效率高
单相异步电动机的调速
• 5.绕组抽头法调速 • 定子绕组上嵌放一个调速绕组，省电抗器铁心，降低成本，但接
线复杂
单相异步电动机的反转
一 单相异步交流电动机
采用单相交流电源供电的电动机称为单相异步电动机。
单相异步电动机的容量一般在750W以下，与同容量的三相异 步电动机相比，它的体积较大，运行性能较差，但是它结构简 单、成本低廉、运行可靠、维修方便，通常广泛应用在小容量 的场合，如家用电器（电风扇、电冰箱、洗衣机等）、空调设 备、电动工具（如油泵、砂轮机）、医疗器械及轻工设备中。
电容运转单相异步电动机
特点：
ⅰ）起动绕组和电容器按长期工作设计； ⅱ）过载能力、功率因数和效率均较高； ⅲ）容量能做到五十瓦至几千瓦； ⅳ）应用比较广泛，如应用于压气机、空调等。
电阻起动单相异步电动机
一、电阻起动电动机
在起动绕组中串联电阻来分相，即工作绕组电阻小， 电抗大；起动绕组电阻大，电抗小。
1）定子具有空间不同相位的2个绕组 2）两相绕组中通入不同相位的交流电流，分相产生旋转磁场。 3）电容器C配得合适，可使超前900→圆形旋转磁势，TS↑，IS↓
I •
IZ
超前900
• U
特点：起动转距较大，起动电流也较大， 应用在空气压缩机、电冰箱、水泵、电 扇(70W)等满载起动的场合。 应用最普遍
合成磁场：一个旋转磁场：n1= 60 f1
p
起动必要条件：1）定子具有空间不同相位的2个绕组
2）两相绕组中通入不同相位的交流电流，分相
单相异步交流电动机的工作原理
单相异步交流电动机的工作原理
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。
电机不能自行起动。 • 2）如果外力使电机转动：n>0，T>0，正转；
n<0，T<0，反转可以运行但不能起动。
单相异步交流电动机的工作原理
2、两相绕组的旋转磁场
单相分相式：定子安放2相绕组，它们参数相同，但空间位置上相差 900电角（对称），2相对称绕组中通入大小相等，相位相差900电角的 2相对称电流。
• 一、调速方法： • 串电抗器调速 • 简单，方便，但有级调速，T、P↓ • 台风扇用
单相异步电动机的调速
• 3.自耦变压器调速 • 调自耦变压器调压：a:调速时整台电动机降压：低速档起动性能
差 • b:工作绕组降压：低速档起动性能较好，接线复杂
ห้องสมุดไป่ตู้
单相异步电动机的调速
• 4.串电容调速 • 电容与容抗成反比，电容量大－容抗小－相应的电压降也小，n就
单相异步交流电动机的结构
单相异步交流电动机的工作原理
1、单相绕组的脉振磁场 定子绕组：主绕组是一单相绕组m m：加一正弦交流电→气隙→产生
脉振磁场F0
单相异步交流电动机的工作原理
• 脉动磁场：磁场大小及方向随电流的变化而变 化，但磁场的轴线却固定不变。
• 结论 磁场只是脉动而不旋转，电动机不起动。 • 1）n=0，T＝0，无起动转矩，不采取措施，
极部分。电机转向也由未罩极部分转向罩极部分。
3、改变转向的方法： 1） 定子上绕制两套起动绕组； 2） 将定、转子反向安装。
4、优缺点：起动转矩小，结构简单，不需要电容器。 5、应用: 用于小容量电动机中。如应用于小型风扇、电动模 型和电唱机中。
单相异步电动机的调速
• 方法：同三相异步电动机，改变 定子电压 ：串电抗器、晶闸管调 压
一、分相起动电动机
分相起动电动机包括电容起动电动机、电容运转电动机和 电阻起动电动机
特点： ⅰ）起动绕组和电容按短时工作设计； ⅱ）电容起分相和提高功率因数的作用。
由 于 起 动 绕 组 和 电 容 按 短 时 工 作 设 计 ， 因 此 ， 当 n达 75 ～ 80%n1时，离心开关自动打开。
电容分相单相异步电动机
单相异步交流电动机的结构
与三相感应电动机相似，包括定子和转子两大部分。转子 结构都是笼型的，定子铁心由硅钢片叠压而成。定子铁心上嵌 有定子绕组。
单相感应电动机正常工作时，一般只需要单相绕组即可， 但单相绕组通以单相交流电时产生的磁场是脉动磁场，单相运 行的电动机没有起动转矩。
为使电动机能自行起动和改善运行性能，除工作绕组（又 称主绕组）外，在定子上还安装一个辅助的起动绕组（又称副 绕组）。两个绕组在空间相距900或一定的电角度。
1、结构特点： 定子作成凸极式，由硅钢片叠压而成，工作绕组为集中绕 组，套在定子磁极上，每个极靴表面1/3～1/4处开有一个小 槽，放入罩极绕组（短路环），如下图：
电阻起动单相异步电动机
2、工作原理
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3 1 k
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3 在时间上滞后 1 一个角度Ψ，而两个绕组在空间也
相隔一个角度，产生旋转磁场，转向由未罩极部分转向罩
排气风扇
什么是单相异步交流电动机
洗衣机电机
电动车电机
油烟机电机
家 用 空 调 电 机
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什么是单相异步交流电动机
单相异步电动机的优缺点
优点：结构简单，成本低廉，噪音小。 缺点：与同容量三相感应电动机相比较，体积较大，功率 因数及过载能力都较低。 故单相感应电动机只能作成小容量： 微型：几瓦～750瓦； 小型：550瓦～3700瓦。
第六讲 单相异步电动机
李红利
异步电动机的工作原理
异步电动机定子接三相电源 后，电机内便形成圆形旋转磁动 势，圆形旋转磁密，设其方向为 逆时针转，如图所示。若转子不 转，转子鼠笼导条与旋转磁密有 相对运动，导条中有感应电动势 e，方向由右手定则确定。由于 转子导条彼此在端部短路，于是 导条中有电流，不考虑电动势与 电流的相位差时，电流方向同电 动势方向。这样，导条就在磁场 中受力f，用左手定则确定受力 方向，如图所示。
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。
单相异步交流电动机的主要类型
根据获得旋转磁场方式的不同，主要分为分相电动机和罩极 电动机
高，R为泄防电阻 • 特点：电动机起动性能好，正常运行时无功率损耗，效率高
单相异步电动机的调速
• 5.绕组抽头法调速 • 定子绕组上嵌放一个调速绕组，省电抗器铁心，降低成本，但接
线复杂
单相异步电动机的反转