單相異步電動機的起動調(diào)速課件

單相異步電動機的起動.反轉(zhuǎn).調(diào)速單相異步電動機的起動.反轉(zhuǎn).調(diào)速1單相感應(yīng)電動機

單相感應(yīng)電動機又稱單相異步電動機；單相感應(yīng)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(yīng)作用，實現(xiàn)電能到機械能的轉(zhuǎn)換。電容分相電機罩極式排氣扇電機單相感應(yīng)電動機電容分相電機罩極式排氣扇電機2單相異步電動機的起動3

單相異步電動機主要應(yīng)用于電動工具、洗衣機、電冰箱、空調(diào)、電風(fēng)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(zhuǎn)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(zhuǎn)矩。定子定子繞組轉(zhuǎn)子AA'

NS單相異步電動機的工作原理單相異步電動機主要應(yīng)用于電動工具、洗衣機、電4

定子繞組產(chǎn)生的脈動磁場

，可用正、反兩個旋轉(zhuǎn)磁場合成來等效。即

+

-

m=

+

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O定子繞組產(chǎn)生的脈動磁場，可用正、反兩個5脈動磁場的分解④⑥⑧⑧

③⑦⑦⑨⑨⑥⑤②①

+

-

①

-

+

+

-

②③④⑤

脈動磁場的分解④⑥⑧⑧③⑦⑦⑨⑨⑥⑤②①+-①-6正反向旋轉(zhuǎn)磁場的合成轉(zhuǎn)矩特性合成轉(zhuǎn)矩(正向)起動轉(zhuǎn)矩為零(反向)正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)反正反向旋轉(zhuǎn)磁場的合成轉(zhuǎn)矩特性合成轉(zhuǎn)矩(正向)起動轉(zhuǎn)矩(反向)7

如單相電機轉(zhuǎn)子靜止，在脈動磁場作用下，轉(zhuǎn)子繞組左、右側(cè)所產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩大小相等方向相反相互抵消，如圖示。脈動磁場不能產(chǎn)生啟動轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子，則轉(zhuǎn)子兩邊產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩就有了差距，就會產(chǎn)生合成轉(zhuǎn)矩，電動機就會朝著被撥動的方向旋轉(zhuǎn)起來。單相異步電動機的工作原理如單相電機轉(zhuǎn)子靜止，在脈動磁場作用下，轉(zhuǎn)子繞組左、右側(cè)所8

1．電路構(gòu)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(shù)比啟動繞組多，主要呈感性?！?”為啟動繞組，匝數(shù)較少、導(dǎo)線較細(xì)，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(zhuǎn)磁場,產(chǎn)生起動轉(zhuǎn)矩。電阻起動式異步電動機1．電路構(gòu)成圖示為單相電阻起動式異步電動機的原理圖。9

2．特點

起動繞組一般是按短時工作設(shè)計,因此串有一個起動開關(guān)S,當(dāng)轉(zhuǎn)速上升到一定程度時,開關(guān)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(zhuǎn)矩較小。

3．應(yīng)用

適用于空載或輕載起動的場合。電阻起動式異步電動機2．特點起動繞組一般是按短時工作設(shè)計,因此串有一個10

1．電路構(gòu)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(chǎn)生近似于圓形的旋轉(zhuǎn)磁場。

電容起動式異步電動機1．電路構(gòu)成圖示為單相電容起動式電動機的原理圖。電動11

2．特點

具有較大的啟動轉(zhuǎn)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(shè)計，因此串有一個起動開關(guān)S,當(dāng)轉(zhuǎn)速上升到一定程度時,開關(guān)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2．特點具有較大的啟動轉(zhuǎn)矩，且啟動電流較小，因而這種12

1．電路構(gòu)成

圖示為單相電容運轉(zhuǎn)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(guān)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(zhuǎn)式電動機。1．電路構(gòu)成圖示為單相電容運轉(zhuǎn)式電動機的原理圖。與電13

2．特點

這種電動機運行時輸出功率大、功率因數(shù)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(yīng)用

廣泛應(yīng)用于各種小功率的電動類日用電器中2．特點這種電動機運行時輸出功率大、功率因數(shù)高、過載14

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(guān)S串聯(lián)。電動機啟動時，兩個電容器都參與工作；啟動結(jié)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(zhuǎn)式異步電動機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15

罩極式電動機轉(zhuǎn)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(chǎn)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(chǎn)生感應(yīng)電流,使Φ2滯后于Φ1,這種相位差相當(dāng)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(zhuǎn)磁場,使電動機產(chǎn)生起動轉(zhuǎn)矩自行起動并運行。罩極式電動機罩極式電動機轉(zhuǎn)子是籠型,定子有凸極式和隱極式兩種。16罩極式單相異步電機~~i

1

2定子繞組鼠籠式轉(zhuǎn)子短路環(huán)極掌(極靴)罩極式單相異步電機~~i12定子繞組鼠籠式轉(zhuǎn)子短路環(huán)極掌17單相異步電動機的起動18一、單項異步電動機的反轉(zhuǎn)二、單項異步電動機的調(diào)速一、單項異步電動機的反轉(zhuǎn)二、單項異步電動機的調(diào)速19

1．分相式電動機的反轉(zhuǎn)

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(zhuǎn)向，電路原理如圖所示。1．分相式電動機的反轉(zhuǎn)改變單相異步電動機的起動繞20

2．罩極式電動機反轉(zhuǎn)

罩極式電動機的轉(zhuǎn)向由定子磁極的結(jié)構(gòu)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。2．罩極式電動機反轉(zhuǎn)罩極式電動機的轉(zhuǎn)向由定子磁極21

1．調(diào)速原理和方法

通過改變電源電壓或電動機結(jié)構(gòu)參數(shù)的方法，從而改變電動機轉(zhuǎn)速的過程，稱為調(diào)速。常用的調(diào)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(shù)調(diào)速。

2．外電路降壓調(diào)速（1）串聯(lián)電抗法，如圖。1．調(diào)速原理和方法通過改變電源電壓或電動機結(jié)構(gòu)參數(shù)的22

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

用此方法調(diào)速比較靈活，電路結(jié)構(gòu)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(diào)速

將電動機主、副繞組并聯(lián)后再與電抗器串聯(lián)。調(diào)速開關(guān)接高速檔23

（2）采用PTC零件調(diào)速

如圖為具有微風(fēng)擋的電風(fēng)扇調(diào)速電路。

微風(fēng)——風(fēng)扇在500r/min以下送出的風(fēng)。如采用一般的調(diào)速方法，電動機在這樣低的轉(zhuǎn)速下很難啟動，電路利用常溫下PTC電阻很小，電動機在微風(fēng)擋直接起動，起動后，PTC阻值增大，使電動機進(jìn)入微風(fēng)擋運行。（2）采用PTC零件調(diào)速如圖為具有微風(fēng)擋的電風(fēng)扇24

（3）晶閘管調(diào)壓調(diào)速

晶閘管調(diào)壓調(diào)速是通過改變晶閘管的導(dǎo)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(dá)到調(diào)速的目的。（3）晶閘管調(diào)壓調(diào)速晶閘管調(diào)壓調(diào)速是通過改變晶閘管的25

圖示為吊扇使用的雙向晶閘管調(diào)壓調(diào)速電路。圖示為吊扇使用的雙向晶閘管調(diào)壓調(diào)速電路。26

3．繞組抽頭法調(diào)速

繞組抽頭法調(diào)速，實際上是把電抗器調(diào)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(diào)整磁場的大小和橢圓度，從而調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速。采用這種方法調(diào)速，節(jié)省了電抗器，成本低、功耗小、性能好，但工藝較復(fù)雜。實際應(yīng)用中有L型和T型繞組抽頭調(diào)速兩種方法。3．繞組抽頭法調(diào)速繞組抽頭法調(diào)速，實際上是把電抗器調(diào)27

（1）L型繞組的抽頭調(diào)速（1）L型繞組的抽頭調(diào)速28

（2）T型繞組的抽頭調(diào)速

4．其他調(diào)速方法

自耦變壓器調(diào)壓調(diào)速、串電容器調(diào)速和變極調(diào)速等。（2）T型繞組的抽頭調(diào)速4．其他調(diào)速方法自耦變29單相電源產(chǎn)生的脈動磁場（1）起動轉(zhuǎn)矩為零——不可自行起動（2）旋轉(zhuǎn)方向不能確定——取決于起動時的轉(zhuǎn)向。單相電源產(chǎn)生的脈動磁場30

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(jù)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(zhuǎn)、電容起動運轉(zhuǎn)四類。

罩極式單相異步電動機。單相異步電動機多采用調(diào)壓方法來調(diào)速，常用串電抗器調(diào)速，晶閘管調(diào)壓調(diào)速和定子繞組抽頭法等。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）31

三相異步電動機