單相異步電動機的起動.反轉.調速

關于單相異步電動機的起動.反轉.調速第1頁，講稿共33頁，2023年5月2日，星期三單相感應電動機

單相感應電動機又稱單相異步電動機；單相感應電動機定子上必須安放兩個繞組：工作繞組（主繞組）和起動繞組（副繞組）依靠電磁感應作用，實現(xiàn)電能到機械能的轉換。電容分相電機罩極式排氣扇電機第2頁，講稿共33頁，2023年5月2日，星期三第3頁，講稿共33頁，2023年5月2日，星期三

單相異步電動機主要應用于電動工具、洗衣機、電冰箱、空調、電風扇等小功率電器中。單相異步電動機的定子中放置單相繞組,轉子一般用鼠籠式。定子繞組中通入單相交流電后,形成脈動磁場，若不采取措施，將無法獲得所需的起動轉矩。定子定子繞組轉子AA'NS單相異步電動機的工作原理第4頁，講稿共33頁，2023年5月2日，星期三

定子繞組產生的脈動磁場，可用正、反兩個旋轉磁場合成來等效。即

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-=tO第5頁，講稿共33頁，2023年5月2日，星期三脈動磁場的分解④⑥⑧⑧③⑦⑦⑨⑨⑥⑤②①

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②③④⑤第6頁，講稿共33頁，2023年5月2日，星期三正反向旋轉磁場的合成轉矩特性合成轉矩(正向)起動轉矩為零(反向)正轉轉反第7頁，講稿共33頁，2023年5月2日，星期三

如單相電機轉子靜止，在脈動磁場作用下，轉子繞組左、右側所產生電磁轉矩大小相等方向相反相互抵消，如圖示。脈動磁場不能產生啟動轉矩，電動機無法自行啟動。如果啟動時用外力朝任意一個方向撥動電動機的轉子，則轉子兩邊產生的電磁轉矩就有了差距，就會產生合成轉矩，電動機就會朝著被撥動的方向旋轉起來。單相異步電動機的工作原理第8頁，講稿共33頁，2023年5月2日，星期三

1．電路構成

圖示為單相電阻起動式異步電動機的原理圖。圖中“1”為主繞組，匝數比啟動繞組多，主要呈感性?！?”為啟動繞組，匝數較少、導線較細，相對于主繞組呈阻性。由電流、電壓矢量圖可以看出，工作時啟動繞組中的電流I2超前于工作繞組的電流I1·一個φ角，兩者之間有一定的相位差，從而可以形成旋轉磁場,產生起動轉矩。電阻起動式異步電動機第9頁，講稿共33頁，2023年5月2日，星期三

2．特點

起動繞組一般是按短時工作設計,因此串有一個起動開關S,當轉速上升到一定程度時,開關自動斷開起動繞組,由工作繞組維持運行。由于

角不大,因此電阻起動式電動機的起動轉矩較小。

3．應用

適用于空載或輕載起動的場合。電阻起動式異步電動機第10頁，講稿共33頁，2023年5月2日，星期三

1．電路構成

圖示為單相電容起動式電動機的原理圖。電動機的啟動繞組中串聯(lián)了一個電容器，選擇合適的電容量，可使工作繞組與啟動繞組的電流相位差接近90，產生近似于圓形的旋轉磁場。

電容起動式異步電動機第11頁，講稿共33頁，2023年5月2日，星期三

2．特點

具有較大的啟動轉矩，且啟動電流較小，因而這種電動機的起動性能較好。電容啟動式電動機的起動繞組也是按短時工作設計，因此串有一個起動開關S,當轉速上升到一定程度時,開關自動斷開起動繞組,由工作繞組維持運行。電容起動式異步電動機第12頁，講稿共33頁，2023年5月2日，星期三

1．電路構成

圖示為單相電容運轉式電動機的原理圖。與電容啟動式電動機相比較，其啟動繞組中不串起動開關S，因此啟動繞組和啟動電容器在電動機啟動后也參與運行，因此稱為電容運轉式電動機。第13頁，講稿共33頁，2023年5月2日，星期三

2．特點

這種電動機運行時輸出功率大、功率因數高、過載能力強、噪聲低、振動小。其缺點是起動性能不如電容起動式電動機好。

3．應用

廣泛應用于各種小功率的電動類日用電器中第14頁，講稿共33頁，2023年5月2日，星期三

為了使電動機的起動和運行性能都比較好，可以在啟動繞組中串聯(lián)兩個相互并聯(lián)的電容器，其中C1與啟動開關S串聯(lián)。電動機啟動時，兩個電容器都參與工作；啟動結束，由S斷開啟動電容器，只有C2參與運行，這樣電動機的啟動與運行性能都能得到保障。電容起動運轉式異步電動機第15頁，講稿共33頁，2023年5月2日，星期三

罩極式電動機轉子是籠型,定子有凸極式和隱極式兩種。凸出定子磁極1/3處開槽,短路銅環(huán),作為副繞組,凸極另一個線圈為主繞組。定子繞組通入單相交流,產生脈動磁場分兩部分，一部分磁通不穿過短路環(huán),另一部分穿過短路環(huán),由于短路環(huán)在變化磁場中產生感應電流,使Φ2

滯后于Φ1,這種相位差相當于磁場未罩的部分向被罩的部分連續(xù)移動,磁場的中心線始終是由磁極的未罩部分移向被罩部分。橢圓度旋轉磁場,使電動機產生起動轉矩自行起動并運行。罩極式電動機第16頁，講稿共33頁，2023年5月2日，星期三罩極式單相異步電機~~i12定子繞組鼠籠式轉子短路環(huán)極掌(極靴)第17頁，講稿共33頁，2023年5月2日，星期三第18頁，講稿共33頁，2023年5月2日，星期三一、單項異步電動機的反轉二、單項異步電動機的調速第19頁，講稿共33頁，2023年5月2日，星期三

1．分相式電動機的反轉

改變單相異步電動機的起動繞組或工作繞組的電流方向。就可以改變單相異步電動機的轉向，電路原理如圖所示。第20頁，講稿共33頁，2023年5月2日，星期三

2．罩極式電動機反轉

罩極式電動機的轉向由定子磁極的結構決定的，故運行時無法改變，只有把定子繞組鐵心從機座中抽出來，反相后再裝?；蛟诙ㄗ硬壑性黾右惶字骼@組或罩極線圈。第21頁，講稿共33頁，2023年5月2日，星期三

1．調速原理和方法

通過改變電源電壓或電動機結構參數的方法，從而改變電動機轉速的過程，稱為調速。常用的調速方法有兩種：第一是外電路降壓法，；第二種是通過改變定子繞組的匝數調速。

2．外電路降壓調速（1）串聯(lián)電抗法，如圖。第22頁，講稿共33頁，2023年5月2日，星期三

將電動機主、副繞組并聯(lián)后再與電抗器串聯(lián)。調速開關接高速檔，電機繞組直接接電源，轉速最高；調速開關接中、低速檔，電機繞組串聯(lián)不同的電抗器，總電抗增大，轉速降低。

用此方法調速比較靈活，電路結構簡單，維修方便，但需要專用電抗器，成本高，耗能大，低速起動性能差。單相異步電動機的調速

第23頁，講稿共33頁，2023年5月2日，星期三

（2）采用PTC零件調速

如圖為具有微風擋的電風扇調速電路。

微風——風扇在500r/min以下送出的風。如采用一般的調速方法，電動機在這樣低的轉速下很難啟動，電路利用常溫下PTC電阻很小，電動機在微風擋直接起動，起動后，PTC阻值增大，使電動機進入微風擋運行。第24頁，講稿共33頁，2023年5月2日，星期三

（3）晶閘管調壓調速

晶閘管調壓調速是通過改變晶閘管的導通角來改變電動機的電壓波形，從而改變電壓的有效值已達到調速的目的。第25頁，講稿共33頁，2023年5月2日，星期三

圖示為吊扇使用的雙向晶閘管調壓調速電路。第26頁，講稿共33頁，2023年5月2日，星期三

3．繞組抽頭法調速

繞組抽頭法調速，實際上是把電抗器調速法的電抗嵌入定子槽中，通過改變中間繞組與主、副繞組的連接方式，來調整磁場的大小和橢圓度，從而調節(jié)電動機的轉速。采用這種方法調速，節(jié)省了電抗器，成本低、功耗小、性能好，但工藝較復雜。實際應用中有L型和T型繞組抽頭調速兩種方法。第27頁，講稿共33頁，2023年5月2日，星期三

（1）L型繞組的抽頭調速第28頁，講稿共33頁，2023年5月2日，星期三

（2）T型繞組的抽頭調速

4．其他調速方法

自耦變壓器調壓調速、串電容器調速和變極調速等。第29頁，講稿共33頁，2023年5月2日，星期三單相電源產生的脈動磁場（1）起動轉矩為零——不可自行起動（2）旋轉方向不能確定——取決于起動時的轉向。第30頁，講稿共33頁，2023年5月2日，星期三

分相式電動機：定子上安裝空間上有相位差的兩繞組，主（工作）繞組和副（起動）繞組。根據獲得繞組空間位置差和電流相位差的方法不同，分相式異步電動機分：

電阻起動、電容起動、電容運轉、電容起動運轉四類。

罩極式單相異步電動機。單相異步電動機多采用調壓方法來調速，常用串電抗器調速，晶閘管調壓調速和定子繞組抽頭法等。第31頁，講稿共33頁，2023年5月2日，星期三

三相異步電動機在運行過程中，若其中一相與電源斷開，就成為單相電動機運行。此時電動