第七單元單相異步電動機單相異步電動機是利用單相電源供電的一種小容量交流電動機。優點：結構簡單，運行可靠，維修方便，可直接接220V電源。應用：計算機風扇、洗衣機、冰箱、小型車床缺點：與同容量三相電機比，體積大，運行性能差，效率低，所以一般只做成小型和微型，一般為幾瓦到幾百瓦之間。單相異步電動機的感性認識課題一單相異步電動機原理、結構和分類主要內容：一、脈動磁場的分布和合成二、單相異步電動機分類三、單相罩極式異步電動機四、單相電阻啟動異步電動機五、單相電容運行異步電動機六、單相電容啟動異步電動機七、雙值電容單相異步電動機八、單相異步電動機的啟動開關一、脈動磁場的分布和合成當單相交流電通入單相定子繞組時，就會在繞組軸線方向上產生一個大小和方向交變的磁場，稱為脈動磁場。脈動磁場：空間位置不變，磁感應強度B的幅值在時間上隨交流電流按正弦規律變化。磁場不會旋轉，不切割磁力線，也就不會產生啟動轉矩。所以單相異步電動機是不會自行啟動的。為了便于分析，把這個脈動磁場分解為大小相等、方向相反的兩個旋轉磁場。如下圖所示;t8t7t6t5t4t3t2t1BtBBBB1B1B1B1B1B1B1B1B2B2B2B2B2B2B2B2BBBB=0B=0Bt7t6t5t4t2t1t3t0兩個旋轉磁場作用于籠形轉子的導體中產生兩個方向相反的電磁轉矩T1和T2合成后得到單相異步電動機的機械特性。

其中，T1由B1產生（正向轉矩）

T2由B2產生（反向轉矩）單相異步電動機一相繞組通電的機械特性有如下特點;①當n=0時，T1=-T2，無啟動轉矩，所以不能自行啟動即“不推不轉”②當n>0時，則T>0；機械特性在第一象限，即“正推正轉”③當n<0時，則T<0；機械特性在第三象限，即“反推反轉”T2T1二、單相異步電動機分類

為了獲得單相異步電動機的啟動轉矩，常在定子繞組上放兩套繞組，空間位置上差90度，一套工作繞組（主繞組）—長期工作。一套啟動繞組（副繞組）—產生啟動轉矩固定電動機轉向。根據啟動方向分以下幾類：

①電阻分相式—電阻啟動單相異步電動機“YU”②電容分相式—電容運行單相異步電動機“YY”—電容啟動單相異步電動機“YL”—雙值電容單相異步電動機“YL”③罩極式—單相罩極式異步電動機“YJ”三、單相罩極式異步電動機結構特點:定子鐵心由厚0.5mm的硅鋼片疊壓而成，每個磁極的1/3處開有小槽在極柱上有銅制的短路環，勵磁繞組套在整個磁極上，結構如圖示：定子繞組內通入單相交流電時，磁場變化如下：①電流i從0增加上時，磁通增加，根據楞次定律短路環中產生感應電流，將阻止磁通的變化，所以罩住部分磁通較疏，未罩部分磁通較密。②當電流i達到最大時，電流基本不變化，磁通最大，但磁通也基本不變化，銅環中基本沒有感應電流，銅環對磁場無影響，這時磁極中的磁場均勻分布。③當電流從最大值下降時，磁通也下降，楞次定律知，銅環中的感應電流阻礙磁通減小，所以這時，被罩部分磁通密，未罩部分磁通疏。從以上分析可以看出：

罩極電動機磁極的磁通達分布在空間上是移動的，由未罩部分向被罩部分移動，好似旋轉磁場一樣，使籠型轉子獲得啟動轉矩，并且決定了電機的轉向是由未罩部分向被罩部分移動。轉向由內部決定，改變電源接線不能改變電動機的轉向。優點：結構簡單，制造方便，成本低，運行時噪聲小，維護方便。缺點：啟動性能和運行性能差，效率和功率因數較低，方向不能改變。應用：小功率空載啟動場合，如計算機的散熱器，儀表風扇，電唱機等。罩極式異步電動機特點：四、電阻啟動異步電動機結構特點：工作繞組LZ匝數多、導線較粗，可近似看成純電感負載；啟動繞組LF導線較細，又串有啟動電阻R，可近似看成純電阻負載，通過電阻來分開兩個支路電流的相位。啟動特點：節約了啟動電容，啟動時工作繞組和啟動繞組同時工作，當轉速達到額定值的80%左右時，啟動開關斷開，啟動繞組從電源上切斷。它具有中等啟動轉（一般為額定轉矩的1.2~2.2倍），但啟動電流較大，實際上許多電動機的啟動繞組滑串聯電阻，而是設法增加導線電阻，從而使啟動繞組本身就有較大的電阻。運行特點：工作繞組工作，它在電冰箱壓縮機中得到廣泛的應用。電路圖五、電容運行異步電動機結構特點：定子鐵心上嵌放兩套繞組，繞組的結構基本相同，空間位置上互差90度，工作繞組LZ接近電感性負載，其電流相位落后電壓接管90度，啟動繞組LF上串接電容器，合理選擇電容值，使串聯支路電流超前工作繞組電流約90度。啟動特點：空間上有兩個相差90度的繞組，通入兩繞組的電流在相位上相差90度，兩繞組產生的磁動勢相等。運行特點：結構簡單，使用維護方便，堵轉電流小，有較高的效率和功率因數，但啟動轉矩較小，多用于電風扇，吸塵器等。電路圖六、單相電容啟動異步電動機結構特點：結構與單相運行電容電動機相類似，但電容啟動異步電動機的啟動繞組中將串聯一個啟動開關S。啟動特點:當電動機轉子靜止或轉速較低時，啟動開關S處于接通位置，啟動繞組和工作繞組一起在單相電源上，獲得啟動轉矩。當電動機轉速達到額定轉速的80%左右時，啟動開關S斷開，啟動繞組從電源上切斷，此時單靠工作繞組已有較大轉矩，驅動負載運行。運行特點：具有較大啟動轉矩（1.5~3.5倍的額定轉矩），但啟動電流較大，適用于重載啟動的機械。如小型空壓機，洗衣機，空調機。電路圖七、雙值電容單相異步電動機結構特點：C1為啟動電容，容量較大，C2為工作電容，容量較小，兩只電容器并聯后與啟動繞組串聯。啟動特點：啟動時兩只電容器都工作，電動機有較大啟動轉矩，轉速上升到額定轉速的80%左右后，啟動開關S將啟動電容C1斷開，啟動繞組上只串聯工作電容C2，電容量減少。運行特點：雙值電容電動機有較大的啟動轉矩（2~2.5倍額定轉矩），又有較高的效率和功率因數，它廣泛應用于小型機床設備中。電路圖八、單相異步電動機的啟動開關自行閱讀并做相應總結。第七單元

課題二單相異步電動機的繞組和嵌線復習：一、脈動磁場的分布和合成

二、單相異步電動機分類

三、單相罩極式異步電動機

四、分相式異步電動機

主要內容一、單相異步電機繞組概述二、繞組的基本術語三、電阻啟動或電容啟動電動機定子繞組四、電容運行電動機定子繞組五、正弦繞組簡介一、單相異步電機繞組概述單相異步電動機定子繞組分為：集中繞組—主要用于罩極式電動機

分布繞組單層繞組—同心繞組鏈繞組交叉繞組

雙層繞組正弦繞組(工藝復雜但啟動運行性能差)（主要用于分相式異步電機）（結構簡單應用較多，但性能比雙層的差)二、繞組的基本術語1、線圈、線圈組、繞組

線圈是用絕緣導線按一定形狀、尺寸在繞線模上繞制而成的，可由一匝或多匝組成。

多個線圈按一定規則連接成一組就稱為線圈組（一般一個相帶為一組）。

線圈組按一定規律連接在一起組成某相繞組。（三相異步電動機有三相繞組）2、極距極距是指每一磁極所占圓周距離，一般多用定子上的槽數來表示。

Z1—定子鐵心總槽數2P—磁極數

3、線圈節距y

一個線圈的兩個有效邊所跨定子圓周的距離稱為節距，一般也用定子槽數來表示。如某一線圈的一個有效邊放在第一槽，另一個放在第六槽，則節距為y=6-1=5

當時稱為整節距，較常用。當時稱為短節距，可節省導線。當時稱為長節距，浪費導線，一般不用。4、機械角度和電角度機械角度—一個圓周所占的角度。

電角度=p×機械角度=p×36005、每極每相槽數每一個極下每個相帶所占的槽數。

m—相數三、電阻啟動或電容啟動電動機

定子繞組特點:采用同心式較多，工作繞組占總槽數的2/3，啟動繞組占總槽數的1/3。啟動繞組匝數較少，一般為工作繞組匝數的1/3~1/2，而且導線面積通常為工作繞組的1/3~1/2。繪制繞組展開圖的步驟：

①計算極距和每極每相槽數q②按2p劃分極數，按q槽劃分相帶

(LZ1200相帶；LF600相帶)③按照LZ1-LF1-LZ2-LF2的相序標明相帶④按相鄰相帶電流方向相反，畫出所有槽內線圈的有效邊的電流參考方向。（LZ和LF分開畫）⑤以極相為單位按參考電流方向分別連接各組，標明出線端的首尾。例7-1電容啟動單相異步電動機定子槽數Z=24，極數2p=4，畫出同心繞組的展開圖。解：計算極距和每極每相槽數q1和q2工作繞組占2/3槽所以啟動繞組占1/3槽所以

說明:當q不為整數時，稱為分數槽，由于工藝復雜，漏磁通大，應盡量避免。

123456789101112131415161718192021222324LZ2(S2)(S1)(N2)(N1)LZ2LZ1LF1LF1LF2LZ1LF2單相電容啟動異步電動機繞組展開圖（同心式）LZ1LZ2LF1LF2四、電容運行電動機定子繞組特點:因啟動繞組長期接在電源上，為了產生理想的旋轉磁場，啟動繞組和工作繞組各占1/2槽，匝數和截面積也相等或接近。例7-2電容運行單相異步電動機定子槽數z=24，要數2p=4，試畫出展開圖解：計算極距工作繞組槽數和啟動繞組槽數繪制展開圖

123456789101112131415161718192021222324(S2)(S1)(N2)(N1)LZ2LZ2LZ1LF1LF1LF2LZ1LF2LZ1LZ2LF1LF2單相電容運行異步電動機繞組展開圖（交叉繞組）應用相當廣泛的吊扇均以電容運行單相異步電動機為動力，其特點是磁極數多，轉速較慢。如p124圖7-11所示。

五、正弦繞組簡介正弦繞組是指繞組在各個定子鐵心槽中的線圈匝數不是均勻分布的，線圈匝數是按照正弦規律分布，而且在每個槽內工作繞組、啟動繞組相互重疊。一個槽內即有工作繞組又有啟動繞組，使電動機氣隙中的磁動勢分布更接