单相电容运转异步电机工作原理及故障课件
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在单相电机中，若定子上的主、副两相绕组完全对称， 两相绕组接到两相对称电源上，则与4页三相电机图示一样 也产生在空间旋转的圆形旋转磁势和磁场。
可见对称两相绕组通入对称两相电流产生的旋转磁势与
三相电机产生旋转磁势一样。其旋转速度与电源频率和电机 极数有关：即n＝2×60f/p，
其中“f”—电源频率（Hz）
降压调速
降压调速方法很多，如串联电抗器（吊扇）、串联电容、
自耦变压器和串连可控硅调压调速。空调中最常用的调压调 速是可控硅（塑封）调压调速。
可控硅调速是改变可控硅导通角的方法，改变电动机端 电压的波形，从而改变了电动机的端电压的有效值。可控硅 导通角α1=180°时，电机端电压为额定值，α1＜180°时电 压波形如下图实线部分，电机端电压有效值小于额定值，α1 越小，电压越低，如下图：
原因之一）
六、电机的调速方法及原理
• 作为单相异步电动机其调速方法有三种： （1）变极调速； （2）降压调速； （3）抽头调速。
变极调速（简介） 在单相电机中，有倍极调速和非倍极调速之分。倍极
调速电机一般定子上只有一套绕组，用改变绕组端部联接 方法获得不同的极对数以达到调整旋转磁场的转速。在极 数比较大的变极调速中，定子槽中安放两套不同极数的独 立绕组，实际上相当于两台不同极数的单速电机的组合， 其原理和性能与一般单相异步电机一样。
矩，起到调节电机转速的作用，其原理如下图示：
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
四、电容运转单相异步电动机
• 前面讲到，单相绕组产生的是一个脉振磁势，因此单相电 机的启动转矩为零，即电机不能自行启动，要使单相电机能够 自行启动，就必须如同三相异步电机一样，在电机内部产生一 个旋转磁场。产生旋转磁场最简单的方法是在两相绕组中通入 相位不同的两相电流。因此在单相异步电机中必须有两套绕组 ，一套为工作绕组，另一套为副绕组或启动绕组，工作绕组或 主绕组M与副绕组A的轴线在空间相隔90°电角度，副绕组串联 一个适当的电容C（电容选配不当会使电机系统变差，如片面 增大或减小电容量,负序磁场可能加强，使输出功率减小性能变 坏，磁场可能会由圆形或近似圆形变为椭圆形）再与工作绕组 并接于电源。由于副绕组串联了电容，所以副绕组中的电流在 相位上超前于主绕组电流，这样由单相电流分解成具有时间相 位差的两相电流M 和A(也就是事实上的两相电流)，因而电机的 两相绕组就能产生圆形或椭圆形的旋转磁场。
“p”—电机极对数
“n”—磁场旋转转速，即电机同步转速（r/min）
当电机中磁场以n速度旋转时，处于旋转磁场中的转子导 条就会切割磁力线而产生感应电势和感应电流，感应电流在 磁场的作用下产生电磁力和电磁力矩，行成一定的转速n’。 一般情况下电机转速n’不等于旋转磁场转速n。因为n’= n时 ，转子导条相对旋转磁场是静止的，导条中就不会产生感应 电势和感应电流，电机就不会产生电磁力矩，电机转速就会 自然下降。因转子速度始终低于旋转磁场速度，故称此种电 机为“单相异步电动机”。
i=Icosωt
i
0 90 180 2源自文库0 360
ωτ
要使单相电机具有起动转矩并旋转，就必须使其分相， 一般的，单相电机分相有以下几种型式：
1、电阻分相
2、电容分相
3、罩极分相
空调风机用单相异步电机几乎均采用第二种方式，即要 使单相电机既能运转又能独立启动，就必须在电机定子铁芯 中嵌放轴线在空间相隔90°电角度的两相绕组，其中一相绕 组称为主绕组（用M表示）。另一相称为副绕组或起动绕组 （用A表示）。副绕组串接一移相元件电容器，形成事实上 的两相电源。原理如7页图示：
三、单相电容运转异步电动机工作原理
• 单相电容运转异步 电机与三相电机的 区别：
三相电机的绕组在 空间按120°电角度 分部，单相异步电 机则按则按90°电 角度分部，见右图
i
0
120
240
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90 180 270
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在单相电机中， 由于单相绕组 产生的是脉振 磁场，电机没 有起动转矩， 不能起动，如 右图表示：
率名义值；b代表极数；c为设计序号或其它意义 以YDK24-6 T为例说明如下 设计序列号为T、功率名义值 为24W 、极数为6极的单轴伸空调用异步电动机。
二、单相异步电机的基本结构
– 1、固定部分—定子；由定子铁芯、定子绕组和机座
（壳）组成。 • 定子铁芯是电机磁路的一部分，一般由0.5mm硅钢
由于大多数情况下两相绕组总是不对称的，谐波分量较多， 因此单相异步电机的性能总要比三相异步电机差得多。谐波 对电机的影响主要有以下三个方面： 1、使电机的附加损耗增加； 2、引起电机振动并产生噪音； 3、产生附加转矩，使电机的启动发生困难（某些位置较 大、某些位置又较小、某些位置干脆就不能启动，削弱办法 之一，就是采用斜槽转子。这就是我们看到的转子槽是斜的
塑封PG电机就是可控硅降压调速。对于塑封PG电机，其绕 组工作原理与抽头电机一致，但不同之处在于塑封PG电机的 输入电压不是直接接到电源上的，而是通过电控的输出端施 加电压于电机上的，其电控的输出电压是可调节的。其电气 原理图见图3，调速是利用电机输出转矩与电机输入电压成 近似一次关系，通过改变电机输入电压来改变电机的输出转
片叠压而成，片与片之间相互绝缘，以减少涡流 损耗。 • 定子绕组一般由高强度聚酯漆包线绕制而成。 • 机座（或机壳）一般由A3钢板冲制而成，大电机 （单相）则是钢板卷筒后在与铸铝端盖配合而成 ，三相电机一般均为铸铁机座。 – 2、转动部分—转子：由转子铁芯、转子绕组（纯 铝）、转轴（45＃碳结钢）组成。
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
可见对称两相绕组通入对称两相电流产生的旋转磁势与
三相电机产生旋转磁势一样。其旋转速度与电源频率和电机 极数有关：即n＝2×60f/p，
其中“f”—电源频率（Hz）
降压调速
降压调速方法很多，如串联电抗器（吊扇）、串联电容、
自耦变压器和串连可控硅调压调速。空调中最常用的调压调 速是可控硅（塑封）调压调速。
可控硅调速是改变可控硅导通角的方法，改变电动机端 电压的波形，从而改变了电动机的端电压的有效值。可控硅 导通角α1=180°时，电机端电压为额定值，α1＜180°时电 压波形如下图实线部分，电机端电压有效值小于额定值，α1 越小，电压越低，如下图：
原因之一）
六、电机的调速方法及原理
• 作为单相异步电动机其调速方法有三种： （1）变极调速； （2）降压调速； （3）抽头调速。
变极调速（简介） 在单相电机中，有倍极调速和非倍极调速之分。倍极
调速电机一般定子上只有一套绕组，用改变绕组端部联接 方法获得不同的极对数以达到调整旋转磁场的转速。在极 数比较大的变极调速中，定子槽中安放两套不同极数的独 立绕组，实际上相当于两台不同极数的单速电机的组合， 其原理和性能与一般单相异步电机一样。
矩，起到调节电机转速的作用，其原理如下图示：
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
四、电容运转单相异步电动机
• 前面讲到，单相绕组产生的是一个脉振磁势，因此单相电 机的启动转矩为零，即电机不能自行启动，要使单相电机能够 自行启动，就必须如同三相异步电机一样，在电机内部产生一 个旋转磁场。产生旋转磁场最简单的方法是在两相绕组中通入 相位不同的两相电流。因此在单相异步电机中必须有两套绕组 ，一套为工作绕组，另一套为副绕组或启动绕组，工作绕组或 主绕组M与副绕组A的轴线在空间相隔90°电角度，副绕组串联 一个适当的电容C（电容选配不当会使电机系统变差，如片面 增大或减小电容量,负序磁场可能加强，使输出功率减小性能变 坏，磁场可能会由圆形或近似圆形变为椭圆形）再与工作绕组 并接于电源。由于副绕组串联了电容，所以副绕组中的电流在 相位上超前于主绕组电流，这样由单相电流分解成具有时间相 位差的两相电流M 和A(也就是事实上的两相电流)，因而电机的 两相绕组就能产生圆形或椭圆形的旋转磁场。
“p”—电机极对数
“n”—磁场旋转转速，即电机同步转速（r/min）
当电机中磁场以n速度旋转时，处于旋转磁场中的转子导 条就会切割磁力线而产生感应电势和感应电流，感应电流在 磁场的作用下产生电磁力和电磁力矩，行成一定的转速n’。 一般情况下电机转速n’不等于旋转磁场转速n。因为n’= n时 ，转子导条相对旋转磁场是静止的，导条中就不会产生感应 电势和感应电流，电机就不会产生电磁力矩，电机转速就会 自然下降。因转子速度始终低于旋转磁场速度，故称此种电 机为“单相异步电动机”。
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0 90 180 2源自文库0 360
ωτ
要使单相电机具有起动转矩并旋转，就必须使其分相， 一般的，单相电机分相有以下几种型式：
1、电阻分相
2、电容分相
3、罩极分相
空调风机用单相异步电机几乎均采用第二种方式，即要 使单相电机既能运转又能独立启动，就必须在电机定子铁芯 中嵌放轴线在空间相隔90°电角度的两相绕组，其中一相绕 组称为主绕组（用M表示）。另一相称为副绕组或起动绕组 （用A表示）。副绕组串接一移相元件电容器，形成事实上 的两相电源。原理如7页图示：
三、单相电容运转异步电动机工作原理
• 单相电容运转异步 电机与三相电机的 区别：
三相电机的绕组在 空间按120°电角度 分部，单相异步电 机则按则按90°电 角度分部，见右图
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在单相电机中， 由于单相绕组 产生的是脉振 磁场，电机没 有起动转矩， 不能起动，如 右图表示：
率名义值；b代表极数；c为设计序号或其它意义 以YDK24-6 T为例说明如下 设计序列号为T、功率名义值 为24W 、极数为6极的单轴伸空调用异步电动机。
二、单相异步电机的基本结构
– 1、固定部分—定子；由定子铁芯、定子绕组和机座
（壳）组成。 • 定子铁芯是电机磁路的一部分，一般由0.5mm硅钢
由于大多数情况下两相绕组总是不对称的，谐波分量较多， 因此单相异步电机的性能总要比三相异步电机差得多。谐波 对电机的影响主要有以下三个方面： 1、使电机的附加损耗增加； 2、引起电机振动并产生噪音； 3、产生附加转矩，使电机的启动发生困难（某些位置较 大、某些位置又较小、某些位置干脆就不能启动，削弱办法 之一，就是采用斜槽转子。这就是我们看到的转子槽是斜的
塑封PG电机就是可控硅降压调速。对于塑封PG电机，其绕 组工作原理与抽头电机一致，但不同之处在于塑封PG电机的 输入电压不是直接接到电源上的，而是通过电控的输出端施 加电压于电机上的，其电控的输出电压是可调节的。其电气 原理图见图3，调速是利用电机输出转矩与电机输入电压成 近似一次关系，通过改变电机输入电压来改变电机的输出转
片叠压而成，片与片之间相互绝缘，以减少涡流 损耗。 • 定子绕组一般由高强度聚酯漆包线绕制而成。 • 机座（或机壳）一般由A3钢板冲制而成，大电机 （单相）则是钢板卷筒后在与铸铝端盖配合而成 ，三相电机一般均为铸铁机座。 – 2、转动部分—转子：由转子铁芯、转子绕组（纯 铝）、转轴（45＃碳结钢）组成。
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