電機(jī)與變壓器 課件 第5章 單相異步電動機(jī)

電機(jī)與變壓器第五章單相異步電動機(jī)第一節(jié)單相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理一、單相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)１.定子（１）定子鐵心定子鐵心大多用０.３５ｍｍ硅鋼片沖槽后疊壓而成，槽形一般為半閉口槽，槽內(nèi)則用以嵌放定子繞組，如圖５-３及圖５-４所示。（２）定子繞組單相異步電動機(jī)定子繞組一般都采用兩相繞組的形式，即工作繞組和起動繞組。（３）機(jī)座與端蓋機(jī)座一般均用鑄鐵、鑄鋁或鋼板制成，其作用是固定定子鐵心，并借助兩端的端蓋與轉(zhuǎn)子連成一個整體，使轉(zhuǎn)軸上輸出機(jī)械能。２.轉(zhuǎn)子第一節(jié)單相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理（１）轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子鐵心與定子鐵心一樣用０.３５ｍｍ厚的硅鋼片沖槽后疊壓而成，槽內(nèi)置放轉(zhuǎn)子繞組，最后將鐵心及繞組整體壓入轉(zhuǎn)軸。（２）轉(zhuǎn)子繞組單相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組均采用籠型結(jié)構(gòu)，一般均用鋁或鋁合金壓力鑄造而成。（３）轉(zhuǎn)軸用碳鋼或合金鋼加工而成，軸上壓裝轉(zhuǎn)子鐵心，兩端壓上軸承，常用的有滾動軸承和含油滑動軸承。第一節(jié)單相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理３.單相異步電動機(jī)的銘牌第一節(jié)單相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理（１）型號型號表示該產(chǎn)品的種類、技術(shù)指標(biāo)、防護(hù)結(jié)構(gòu)型式及使用環(huán)境等。第一節(jié)單相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理（２）電壓是指電動機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行時加在定子繞組上的電壓，單位為Ｖ。（３）頻率是指加在電動機(jī)上的交流電源的頻率，單位為Ｈｚ。（４）功率是指單相異步電動機(jī)軸上輸出的機(jī)械功率，單位為Ｗ。（５）電流在額定電壓、額定功率和額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行的電動機(jī)，流過定子繞組的電流值，稱為額定電流，單位為Ａ。（６）轉(zhuǎn)速電動機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行時的轉(zhuǎn)速，單位為ｒ／ｍｉｎ。（７）工作方式工作方式是指電動機(jī)的工作是連續(xù)式還是間斷式。第一節(jié)單相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理二、單相異步電動機(jī)的工作原理１.單相繞組的脈動磁場第一節(jié)單相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理２.兩相繞組的旋轉(zhuǎn)磁場第二節(jié)電容分相單相異步電動機(jī)一、電容分相單相異步電動機(jī)的工作原理二、電容分相單相異步電動機(jī)的分類１.電容運(yùn)行單相異步電動機(jī)２.電容起動單相異步電動機(jī)第二節(jié)電容分相單相異步電動機(jī)３.雙電容單相異步電動機(jī)第三節(jié)電阻分相單相異步電動機(jī)第三節(jié)電阻分相單相異步電動機(jī)第四節(jié)單相罩極異步電動機(jī)第四節(jié)單相罩極異步電動機(jī)１）當(dāng)流過勵磁繞組中的電流由零開始增大到ａ時，由電流產(chǎn)生的磁通也隨之增大，但在被銅環(huán)罩住的一部分磁極中，根據(jù)楞次定律，變化的磁通將在銅環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和電流，力圖阻止原磁通的增加，從而使被罩磁極中的磁通較疏，未罩磁極中的磁通較密，如圖５-１６ａ所示。２）當(dāng)電流在ａｂ段時，電流的變化率近似為零，這時銅環(huán)中基本上沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，因而磁極中的磁通均勻分布，如圖５-１６ｂ所示。３）當(dāng)勵磁繞組中的電流由ｂ往下降時，銅環(huán)中又有感應(yīng)電流產(chǎn)生，以阻止被罩部分磁極中磁通的減小，因而此時被罩部分的磁通分布較密，而第四節(jié)單相罩極異步電動機(jī)未罩部分的磁通分布較疏，如圖５-１６ｃ所示。第四節(jié)單相罩極異步電動機(jī)第五節(jié)單相異步電動機(jī)的調(diào)速及反轉(zhuǎn)一、單相異步電動機(jī)的調(diào)速１.串聯(lián)電抗器調(diào)速２.自耦變壓器調(diào)速第五節(jié)單相異步電動機(jī)的調(diào)速及反轉(zhuǎn)第五節(jié)單相異步電動機(jī)的調(diào)速及反轉(zhuǎn)３.串聯(lián)電容器調(diào)速４.晶閘管調(diào)壓調(diào)速第五節(jié)單相異步電動機(jī)的調(diào)速及反轉(zhuǎn)５.繞組抽頭法調(diào)速（１）工作繞組串并聯(lián)調(diào)速如圖５-２１所示，工作繞組由兩部分組成，高速時兩部分繞組并聯(lián)，流過工作繞組的電流大，電動機(jī)轉(zhuǎn)矩大，轉(zhuǎn)速高。（２）工作繞組抽頭（或起動繞組抽頭）調(diào)速圖５-２２ａ所示為工作繞組抽頭調(diào)速，開關(guān)Ｓ在１擋時，工作繞組匝數(shù)少，電流大，為高速擋；在２擋及３擋時，轉(zhuǎn)速下降。第五節(jié)單相異步電動機(jī)的調(diào)速及反轉(zhuǎn)（３）串中間繞組調(diào)速這種調(diào)速方法是在單相異步電動機(jī)定子鐵心上再嵌放一個調(diào)速繞組（又稱為中間繞組），它與工作繞組及起動繞組連接后引出幾個抽頭，如圖５-２３所示。第五節(jié)單相異步電動機(jī)的調(diào)速及反轉(zhuǎn)二、單相異步電動機(jī)的反轉(zhuǎn)第六節(jié)單相異步電動機(jī)的定子繞組一、單層鏈?zhǔn)嚼@組１）圖５-２５ａ所示連接方式第六節(jié)單相異步電動機(jī)的定子繞組２）圖５-２５ｂ所示連接方式３）圖５-２６所示連接方式第六節(jié)單相異步電動機(jī)的定子繞組二、單層同心式繞組第六節(jié)單相異步電動機(jī)的定子繞組三、雙層疊繞組第六節(jié)單相異步電動機(jī)的定子繞組四、正弦繞組１.繞組的構(gòu)成第六節(jié)單相異步電動機(jī)的定子繞組２.匝數(shù)分配（１）計算各同心線圈半個節(jié)距的正弦值（２）計算每極內(nèi)各線圈半個節(jié)距的總正弦值（３）計算各同心線圈占每極線圈的百分?jǐn)?shù)Ｋ％第六節(jié)單相異步電動機(jī)的定子繞組（４）每個同心線圈的匝數(shù)Ｎ１（ｘ～ｘ）３.應(yīng)用舉例技能訓(xùn)練７單相異步電動機(jī)的控制電路和檢修一、訓(xùn)練目的１）初步學(xué)會吊扇及臺扇控制電路的接線方法。２）掌握單相電容電動機(jī)起動、運(yùn)行、反轉(zhuǎn)、調(diào)速的原理及方法。３）學(xué)習(xí)單相異步電動機(jī)（電扇）在使用過程中的維護(hù)、檢修方法及步驟。二、訓(xùn)練器材１）單相電容運(yùn)行異步電動機(jī)（臺扇和吊扇用電動機(jī)）各１臺。２）轉(zhuǎn)葉式電扇，１臺。３）油浸電容器，１～１.５μＦ，４００Ｖ，１只。４）吊扇用調(diào)速電抗器，四擋或五擋，１只。５）臺扇調(diào)速開關(guān)，四擋或五擋，１個。６）吊扇用晶閘管調(diào)壓調(diào)速器，１個。７）刀開關(guān)，ＨＫ２—１０／２型，２５０Ｖ，１０Ａ，１只。技能訓(xùn)練７單相異步電動機(jī)的控制電路和檢修８）萬用表，５００型，１只。９）電工工具，１套。三、訓(xùn)練內(nèi)容及步驟１.電扇電動機(jī)的測量１）觀察單相異步電動機(jī)、電容器、調(diào)速用電抗器、調(diào)速開關(guān)的結(jié)構(gòu)，記錄單相電動機(jī)、電容器的參數(shù)（可觀看電扇銘牌）。技能訓(xùn)練７單相異步電動機(jī)的控制電路和檢修２）用萬用表測量單相電動機(jī)的繞組電阻，以確定電動機(jī)的工作、起動繞組。２.吊扇串聯(lián)電抗器調(diào)速及反轉(zhuǎn)１）按圖５-３０所示電路進(jìn)行接線，先將調(diào)速開關(guān)Ｓ１置于５擋，合上開關(guān)Ｓ２，然后合上電源開關(guān)ＱＳ起動電動機(jī)，串入電抗器以后電動機(jī)的起動情況是____，電動機(jī)轉(zhuǎn)向（從電扇上部往下觀察）為____。２）將調(diào)速開關(guān)Ｓ１由５擋撥向４擋，再撥向３、２、１擋，電動機(jī)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)運(yùn)行后（切除電抗器后），電動機(jī)轉(zhuǎn)速變化情況是____，轉(zhuǎn)向變化情況是____。技能訓(xùn)練７單相異步電動機(jī)的控制電路和檢修３）電動機(jī)起動后，斷開Ｓ２，切除電容器和起動繞組，模擬電容起動式電動機(jī)的運(yùn)行情況，觀察電動機(jī)的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)速有無變化____，轉(zhuǎn)向有無改變____。４）先斷開ＱＳ切斷電源，將工作繞組（或起動繞組）的首、末端換接，再合上Ｓ２和ＱＳ重新起動電動機(jī)，Ｓ１置于５擋，觀察其轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速：電動機(jī)轉(zhuǎn)速____，轉(zhuǎn)向____。５）調(diào)節(jié)開關(guān)Ｓ１至各擋位，觀察電動機(jī)的轉(zhuǎn)速變化情況。３.臺扇抽頭法調(diào)速１）按圖５-３１所示電路進(jìn)行接線。技能訓(xùn)練７單相異步電動機(jī)的控制電路和檢修２）合上電源開頭ＱＳ，將調(diào)速開關(guān)Ｓ分別置于各擋，觀察電動機(jī)的轉(zhuǎn)速變化情況：１擋____，２擋____，３擋____。４.吊扇晶閘管調(diào)壓調(diào)速電路１）按圖５-３２所示電路進(jìn)行接線（單點(diǎn)畫線框內(nèi)的晶閘管調(diào)壓電路已接在調(diào)速器內(nèi)，接線時只需將調(diào)速器的兩個端鈕外接電源和吊扇電動機(jī)即可）。２）旋動調(diào)速旋鈕，附在電位器上的開關(guān)Ｓ即接通，吊扇電動機(jī)起動，觀察電動機(jī)轉(zhuǎn)速變化的情況：旋鈕順時針旋動時轉(zhuǎn)速由到。３）斷開電源，拆開調(diào)速器后蓋，記錄雙向晶閘管調(diào)壓調(diào)速電路和元、器件的型號、參數(shù)：ＶＴ____，ＶＤ____，Ｃ____，Ｒ１____，Ｒ２____。５.單相異步電動機(jī)正、反轉(zhuǎn)電路技能訓(xùn)練７單相異步電動機(jī)的控制電路和檢修１）按圖５-３３所示電路進(jìn)行接線，當(dāng)Ｓ與下面的觸頭２接通時，電容器Ｃ串入起動繞組支路，電動機(jī)正轉(zhuǎn)，觀察電動機(jī)轉(zhuǎn)向：從上部往下看，電動機(jī)______時針方向轉(zhuǎn)動。２）當(dāng)Ｓ與上面的觸頭１接通時，電容器Ｃ串入工作繞組支路，電動機(jī)反轉(zhuǎn)，觀察電動機(jī)的轉(zhuǎn)向：從上部往下看，電動機(jī)時針方向轉(zhuǎn)動。６.單相異步電動機(jī)的檢修１）電扇平時應(yīng)經(jīng)常清潔，以清除扇葉和機(jī)殼表面的灰塵。技能訓(xùn)練７單相異步電動機(jī)的控制電路和檢修２）電扇的故障有電氣故障和機(jī)械故障。３）檢修過或者長時間不用的電扇，在使用前應(yīng)測量其絕緣電阻。７.電扇的拆裝１）用手旋下裝飾件。２）用一字形螺釘旋具輕輕地從轉(zhuǎn)軸上將轉(zhuǎn)葉襯圈取下。３）用手拉出轉(zhuǎn)葉輪。４）用起子拆下網(wǎng)罩與前蓋之間的連接螺釘，取出網(wǎng)罩。５）拆下前蓋。技能訓(xùn)練７單相異步電動機(jī)的控制電路和檢修６）用手拉出扇葉。７）如要對電扇電動機(jī)進(jìn)行拆裝，則可參照三相異步電動機(jī)的拆裝步驟進(jìn)行。８）清掃、擦抹干凈，給電動機(jī)注入少量潤滑油后即可將風(fēng)扇重新裝配好。四、注意事項１）做臺扇電動機(jī)訓(xùn)練時可使用臺扇，或?qū)㈦娫撮_關(guān)和調(diào)速開關(guān)外接裝在實(shí)驗(yàn)板上；做吊扇訓(xùn)練時則應(yīng)拆去扇葉，并設(shè)法將電動機(jī)固定好。２）測量單相電動機(jī)繞組電阻時，對于串聯(lián)電抗器調(diào)速的電動機(jī)測工作繞組、起動繞組電阻值。３）本技能訓(xùn)練采用２２０Ｖ交流電壓，因此應(yīng)注意操作安全。４）拆裝電扇時要仔細(xì)，不要損壞或丟失零部件。本章小結(jié)１）單相異步電動機(jī)是指利用單相交流電源供電，電動機(jī)轉(zhuǎn)速隨負(fù)載變化而稍有變化的一種交流電動機(jī)，通常其功率都比較小，主要用于小型風(fēng)機(jī)、家用電器等由單相電源供電的場合。２）由于在單相定子繞組中通入單相交流電后產(chǎn)生的是脈動磁場，因此單相異步電動機(jī)本身沒有起動轉(zhuǎn)矩，不能自行起動。３）根據(jù)單相異步電動機(jī)起動方法的不同，可分為電