1、單相電動機與三相電動機在結(jié)構(gòu)上有什么區(qū)別？ 三相電動機定子有三相繞組，單相電動機有多少個繞組？ 項目一 單相異步電動機的基本原理 項目二 單相交流異步電動機的啟動 項目三 單相異步電動機的控制 項目四 單相異步電動機的常見故障及排除,一 單相繞組的磁場 二 單相電動機繞組的磁場,第七單元 單相異步電動機的基本原理,由單相交流電源供電的異步電動機稱為單相交流異步電動機。家用電器及醫(yī)療器械中都使用單相交流異步電動機。單相交流異步電動機具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、噪聲小等優(yōu)點；但它與同容量的三相異步電動機比較，體積較大，功率因數(shù)、效率及過載能力都較低。單相交流異步電動機只做成小容量的，一般不到 1 kw

2、 。,單相交流異步電動機的定子鐵心與三相交流異步電動機一樣，也是用硅鋼片疊成的，但鐵心的槽內(nèi)僅安放兩套繞組，繞組根據(jù)啟動特性及運行性能等不同的特點進行布置；單相交流異步電動機的轉(zhuǎn)子與普通的三相交流異步電動機的轉(zhuǎn)子一樣，也是采用籠式結(jié)構(gòu)，如圖 6 一 1 所示。,當(dāng)三相交流異步電動機通人單相交流電時，不能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，而只是產(chǎn)生脈動磁場。如圖6 一 2 所示，在向單相定子繞組中通入按正弦規(guī)律變化的單相交流電后，當(dāng)電流在正半周及負半周不斷交變時，其產(chǎn)生的磁場大小及方向也在不斷變化（按正弦規(guī)律變化），但磁場的軸線則沿縱軸方向固定不動，我們把這樣的磁場稱為脈動磁場。當(dāng)轉(zhuǎn)子靜止不動時，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中的合成感

3、應(yīng)電動勢及電流均為“0”，即合成轉(zhuǎn)矩為“0”，因此轉(zhuǎn)子沒有啟動轉(zhuǎn)矩。故單相異步電動機如不采取一定措施，則電動機不能自行啟動。,活動一 單相繞組的磁場,由前面敘述可知，單相交流異步電動機本身沒有啟動轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子不能自行啟動，要解決電動機的啟動問題，關(guān)鍵是使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生啟動轉(zhuǎn)矩，為此必須采用某些特殊啟動裝置。通常，在單相交流異步電動機的定子上嵌裝兩套繞組，一個是主繞組（工作繞組），用以產(chǎn)生主磁場；另一個是副繞組（啟動繞組），用來與主繞組共同作用，產(chǎn)生合成的旋轉(zhuǎn)磁場，使電動機得到啟動轉(zhuǎn)矩。單相交流異步電動機根據(jù)其啟動方法或運行方法不同，一般可分為以下幾種基本形式：單相電容運行異步電動機、單相電容啟動異步電

4、動機、單相電阻啟動異步電動機、單相電容啟動和運行異步電動機、單相罩極式異步電動機。,活動二 單相電動機繞組的磁場,單相交流異步電動機的啟動,一、單相電阻啟動異步電動機 二、單相電容運行異步電動機 三、單相電容啟動異步電動機 四、單相電容啟動和運行異步電動機 五、單相罩極式異步電動機,單相電阻啟動異步電動機啟動線路如圖 6 一 9 所示，其特點是電動機的工作繞組U1U2的匝數(shù)較多，導(dǎo)線較粗，因此繞組的感抗遠大于直流電阻，可近似地看作流過繞組中的電流滯后電源電壓約90。而啟動繞組Z1Z2的匝數(shù)較少，導(dǎo)線較細，又與啟動電阻 R 串聯(lián)，使該支路的總電阻遠大于感抗，可近似認為電流與電源電壓同相位。因此就

5、可以看成工作繞組中的電流與啟動繞組的電流兩者相位差近似90，從而在定子與轉(zhuǎn)子及空氣隙中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩而轉(zhuǎn)動。當(dāng)轉(zhuǎn)速達到額定值的 80 左右，離心開關(guān) S 動作，把啟動繞組從電源上切除。電阻啟動異步電動機在電冰箱的壓縮機中得到廣泛的采用。,一、 單相電阻啟動異步電動機,主繞組 （線粗、電阻?。?副繞組 （線較細、電阻大）,二、 單相電容運行異步電動機,這種單相交流異步電動機使用較為廣泛，其原理線路如圖 6 一 3 ( a ）所示。在電動機定子鐵心上嵌放兩套繞組：主繞組 U1U2和副繞組Z1Z2，它們的結(jié)構(gòu)基本相同，空間上相位互差 90電角度。在啟動繞組Z1Z2中串入電容器 C 后，

6、再與工作繞組并聯(lián)接在單相交流電源上，適當(dāng)選擇電容器 C 的容量，可以使流過工作繞組中的電流IU和流過啟動繞組中的電流 IZ的相位相差約 90，如圖 6 一 3 ( b ）所示。,與三相旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生分析方法相同，畫出對應(yīng)于不同瞬間定子繞組中的電流所產(chǎn)生的磁場，如圖 6 一 4 所示。由圖中可得如下結(jié)論：向空間位置互差90電角度的兩相定子繞組內(nèi)通入在相位上互差90的兩相電流，產(chǎn)生的磁場也是沿定子內(nèi)圓旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場?；\式結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子在該旋轉(zhuǎn)磁場的作用下，獲得啟動轉(zhuǎn)矩而使電動機運轉(zhuǎn)。,電容運行電動機結(jié)構(gòu)簡單，使用、維護方便。這類電動機常用于吊扇、臺扇、電冰箱、洗衣機、空調(diào)器、吸塵器等。圖 6 一 5

7、及圖 6 一 6 所示分別為電容運行臺扇電動機及電容運行吊扇電動機的結(jié)構(gòu)圖。,在電容運行異步電動機的啟動繞組中串聯(lián)一個離心開關(guān) S ，就構(gòu)成單相電容啟動異步電動機。圖 6 一 7 所示為啟動的原理線路圖，圖 6 一 8 所示則為離心開關(guān)動作示意圖。當(dāng)電動機轉(zhuǎn)子靜止或轉(zhuǎn)速較低時，離心開關(guān)的兩組觸點在彈簧的壓力下處于接通位置，即圖 6 一 7 中的 S 閉合，啟動繞組與工作繞組一起接在單相電源上，電動機開始轉(zhuǎn)動；當(dāng)電動機轉(zhuǎn)速達到一定數(shù)值后，離心開關(guān)中的重球產(chǎn)生的離心力大于彈簧的彈力，則重球帶動觸點向右移動，使兩組觸點斷開，即圖 6 一 7 中的 S 斷開，將啟動繞組從電源上切除。,三、 單相電容啟

8、動異步電動機,電容啟動電動機與電容運行電動機比較，前者有較大的啟動轉(zhuǎn)矩，但啟動電流也較大，適用于各種滿載啟動的機械，如電冰箱中的壓縮機。,圖 6一10所示為電容啟動和運行單相異步電動機的線路。在啟動繞組Z1Z2回路中串入兩個并聯(lián)電容器 C1和C2，其中電容器 C2串接離心開關(guān) S ，啟動時 S 閉合，兩個電容器同時作用，電容量為兩者之和，電動機有良好的啟動性能；當(dāng)轉(zhuǎn)速上升到一定程度，離心開關(guān) S 自動打開，斷開電容器 C2，電容器 C1與啟動繞組參與運行，確保良好的運行性能?？梢姡娙輪雍瓦\行電動機雖然結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、成本較高、維護工作量稍大，但其啟動轉(zhuǎn)矩大、啟動電流小、功率因數(shù)和效率高，適用于

9、空調(diào)機、小型空壓機和電冰箱等。,四、雙值電容單相異步電動機,單相罩極式電動機的轉(zhuǎn)子仍為籠式，定子有凸極式和隱極式兩種。其中，凸極式結(jié)構(gòu)最常見。凸極式按勵磁繞組布置的位置不同，可分為集中勵磁和分別勵磁兩種，它們的結(jié)構(gòu)分別如圖 6一11 和圖 6一12 所示。凸極式分別勵磁結(jié)構(gòu)一般有兩極和四極兩種。在每個磁極極面約 1 / 4 1 / 3 處開有小槽，在較小部分的極面上套有銅制的短路環(huán)，就好像把這部分磁極罩起來一樣，所以稱為罩極式電動機。勵磁繞組用具有絕緣層的銅線繞成，套裝在磁極上。對分別勵磁的電動機，必須正確連接以使其產(chǎn)生的磁極極性按 N , S , N , S 的順序排列。,五、 單相罩極式異

10、步電動機,當(dāng)在罩極電動機勵磁繞組內(nèi)通入單相交流電時，在勵磁繞組與短路銅環(huán)的共同作用下，磁極之間形成一個連續(xù)移動的磁場，好似旋轉(zhuǎn)磁場一樣，從而使籠式轉(zhuǎn)子受轉(zhuǎn)矩作用而轉(zhuǎn)動。連續(xù)移動的磁場形成原理如圖 6 一 13 所示。當(dāng)流過勵磁繞組中的電流由“ 0 ”開始增大時，由電流產(chǎn)生的磁通也隨之增大，但在銅環(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，未罩磁極部分磁通較密，,如圖 6 一 13 ( a ）所示。當(dāng)電流達到最大值時，電流的變化率近似為“0”，這時銅環(huán)中沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，因而磁極中的磁通均勻分布，如圖 6 一 1

11、3 ( b ）所示。當(dāng)勵磁繞組中的電流由最大值下降時，銅環(huán)中又有感應(yīng)電流產(chǎn)生，以阻止被罩磁極部分中磁通的減小，因而此時被罩部分磁通較密，未罩部分則較疏，如圖 6 一 13 ( c ）所示?？梢?，罩極電動機的磁極在空間是移動的，且總是由未罩部分向被罩部分移動，從而使籠式結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子獲得啟動轉(zhuǎn)矩。,單相罩極異步電動機的主要優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、成本低、運行時噪聲小、維護方便；主要缺點是啟動性能及運行性能較差、效率和功率因數(shù)都較低。常用于小功率空載啟動的場合，如臺式電風(fēng)扇、儀用電風(fēng)扇、電唱機等。,課題三 單相異步電動機的繞組和嵌線,一 單相交流異步電動機的反轉(zhuǎn) 二 單相交流異步電動機的調(diào)速,課題三

12、 單相異步電動機的運行,一 單相交流異步電動機的反轉(zhuǎn),要使單相交流異步電動機反轉(zhuǎn)，必須使旋轉(zhuǎn)磁場反轉(zhuǎn)，其方法有 l ）把工作繞組或啟動繞組的首端和尾端與電源的接線對調(diào)。從對圖 6 一 14 的分析中可以知道，單相交流異步電動機的磁場總是由電流相位超前的繞組向電流相位落后的繞組旋轉(zhuǎn)。現(xiàn)在把其中的一個繞組反接，等于把這個繞組電流的相位改變了180，如原來是超前 90，改接后就變成滯后 90，所以旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向隨之改變。,1,2,3,4,2 ）把電容器從一繞組改接到另一繞組。把電容器從一繞組改接到另一繞組的方法，只適用于電容運行單相異步電動機。接有電容器的繞組中電流的相位總是超前沒有接電容器的繞組，

13、因而，磁場由接有電容器的繞組向沒有接電容器的繞組旋轉(zhuǎn)。洗衣機用的電容運行單相異步電動機需經(jīng)常正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。當(dāng)定時器內(nèi)的開關(guān)處于圖 6 一 14 中所示位置時，電容器 C 串聯(lián)在U1U2繞組中；經(jīng)過一定時間后，定時器開關(guān)與觸點“ 1 ”接觸，自動把電容器 C 從U1U2繞組回路中切除，串入Z1Z2繞組回路中，就實現(xiàn)了電動機的反轉(zhuǎn)。 3 ）罩極式異步電動機的反轉(zhuǎn)。罩極式異步電動機的轉(zhuǎn)動方向，是由未罩部分轉(zhuǎn)向被罩部分。一般情況下，罩極式異步電動機不能用改變外部接線的方法使其反裝，因此罩極式異步電動機用于不需要改變轉(zhuǎn)動方向的裝置中。若一定要改變轉(zhuǎn)向，在允許和可能的前提下，將定子鐵心取下，調(diào)轉(zhuǎn) 180再裝

14、回去，罩極式單相異步電動機就可以改變轉(zhuǎn)動方向了。,單相交流異步電動機主要的調(diào)速方法有以下幾種。 1 利用繞組抽頭調(diào)速 改變繞組主磁通調(diào)速的實質(zhì)是通過轉(zhuǎn)換開關(guān)的不同觸點，與事先設(shè)計好的繞組的不同抽頭連接，在電動機外部通過抽頭的變換增、減主繞組的匝數(shù)，從而增、減繞組端電壓和工作電流，調(diào)節(jié)主磁通，使轉(zhuǎn)速發(fā)生改變。這種調(diào)速方式不需任何附加設(shè)備，是目前廣泛使用于電風(fēng)扇和空調(diào)器的調(diào)速方法。繞組抽頭調(diào)速常用的有主繞組抽頭和副繞組抽頭兩種形式，如圖 6 一15所示。在圖 6 一15 ( a ）中，主繞組抽頭“ 1 ”是高速擋，當(dāng)開關(guān) S 與之接通時，主繞組匝數(shù)最少，工作電流最大，主磁通最多，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速最高。在開

15、關(guān) S 分別接通主繞組抽頭“ 2 ”和“ 3 ”時，串入電路的主繞組匝數(shù)增多，副繞組匝數(shù)減少，工作電流減小，主磁通減少。若負載轉(zhuǎn)矩不變，主磁通減少時，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速下降。,二 單相交流異步電動機的調(diào)速,圖 6 一 15 ( b ）所示為副繞組抽頭電路，副繞組抽頭“ 1 ”是高速擋，當(dāng)開關(guān) S 與之接通時，主繞組匝數(shù)最少，工作電流最大，主磁通最多，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速最高。在開關(guān) S 分別接通主繞組抽頭“ 2 ”和“ 3 ”時，串入電路的主繞組匝數(shù)增多，副繞組匝數(shù)減少，工作電流減小，主磁通減少。若負載轉(zhuǎn)矩不變，主磁通減少時，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速下降。,2 串聯(lián)電抗器調(diào)速 串聯(lián)電抗器調(diào)速電路如圖 6 一 16 所示。工作原理與

16、電動機繞組抽頭調(diào)速相似，它是在電動機繞組外面串聯(lián)有抽頭的電抗器，又叫調(diào)速線圈。這實際上是一只感抗很大的鐵心線圈，通過轉(zhuǎn)換開關(guān)，將不同匝數(shù)的電抗器繞組與電動機繞組串聯(lián)，改變電路的感抗值，也就改變了電動機主磁通的大小，改變其轉(zhuǎn)差率，也改變了轉(zhuǎn)速。 從圖 6 一 16 中還可看出，串入電動機繞組的電抗器線圈匝數(shù)越少，電動機轉(zhuǎn)速越快；反之，則越慢。串電感器調(diào)速在電風(fēng)扇，特別是吊扇、臺扇和落地扇中，用得較為廣泛。,思考與訓(xùn)練：吊扇安裝如何接線？,.,調(diào)速、開關(guān),主繞組,副繞組,電容器接在副繞組,主副繞組公共端，接零線,接火線,a,b,c,電風(fēng)扇有三個出線頭（a、b、c），用萬用表R l擋側(cè)兩兩線頭的電阻

17、值判斷接線，判斷如下： 當(dāng)側(cè)得阻值最大（a、b） 時，則沒有被測的線頭是公共端，（接零線）；然后表筆一端固定接公共端，另一表筆接其他兩線頭，如測得的阻值大的線頭是副繞組的（ a ），阻值小的是主繞組的（b）。,活動一 常見故障及處理 活動二 機械部分故障及處理,課題四 單相異步電動機的常見故障及排除,單相異步電動機的維護與三相異步電動機相似，要注意電動機轉(zhuǎn)速是否正常、能否正常啟動、溫升是否過高、有無雜音或振動、有無焦臭味等，常見故障及檢修方法如表 6 一 1 所示。,一 、 常見故障及處理,單相電動機電容器好壞判斷 采用電容器來改善電動機啟動性能和運轉(zhuǎn)性能，一旦電容器損壞，就會造成電動機運行不

18、正?；蛲＾D(zhuǎn)。 電容器最常見故障有短路、斷路和電容量下降。 對 1F以上的電容器，可用萬用表檢查和充放電方法檢查。,方法一： 先將電容器放電（電容器兩線頭對接下），選擇萬用表的高阻擋（如Rl0k擋或Rlk）： 兩表筆接電容器兩線頭，看萬用表指針擺動情況： 1、如萬用表指針擺動幅度大，然后再回偏到靠近“”，說明電容器正常。 2、若指針擺動幅度很小，說明電容器容量下降； （有的還可以用） 3、若指針大幅度擺到零位后不再返回，說明電容器 內(nèi)部被擊穿短路； 4、若指針不動，說明電容器內(nèi)部斷路；,方法二:（對于額定電壓大于220V的電容） 把電容器的兩個腳接入照 明電源（充電）3-5秒鐘，然 后拿下來短接

19、（放電）， 如發(fā)出較響的聲音， 電容器良好，否則 已壞或不良。,1 機殼和端蓋的修理 電動機的機殼（尤其是薄壁機殼）和端蓋等零部件常見的故障，是變形造成機殼和端蓋的配合止口配合不良，使轉(zhuǎn)子卡死。對這類故障，首先檢查配合止口處是否有松動或錯位，若有松動或錯位應(yīng)緊固和復(fù)位；對止口有輕微變形的機殼或端蓋，可修復(fù)后再裝配。 2 轉(zhuǎn)子的機械修理 轉(zhuǎn)子常見機械故障是轉(zhuǎn)軸變形或彎曲，使轉(zhuǎn)子鐵心徑向跳動過大造成轉(zhuǎn)子卡死。對變形或彎曲的轉(zhuǎn)子應(yīng)進行校正。方法是：用木錘敲擊變形或彎曲處，整形后的轉(zhuǎn)子鐵心表面和軸的徑向跳動應(yīng)小于 0 . 02一0 . 05 mm 。,二、 機械部分故障及處理,3 軸承檢修 單相異步電

20、動機的軸承常采用含油軸承（銅基或鐵基）或滾動軸承。電動機軸承損壞，必然造成電動機運轉(zhuǎn)時噪聲增大，嚴重時電動機轉(zhuǎn)子會被卡死，甚至燒毀電動機繞組。含油軸承常見故障是磨損和潤滑油干涸。含油軸承取下后，檢查同轉(zhuǎn)軸配合的內(nèi)孔尺寸。如磨損嚴重，內(nèi)孔尺寸過大，將造成轉(zhuǎn)軸配合過松，應(yīng)更換新的同型號軸承；若軸承磨損不嚴重，只是潤滑油干涸，則可將軸承浸泡在機油中，加熱至 80一100 ，煮數(shù)小時即可。滾動軸承易產(chǎn)生潤滑脂干涸和滾珠磨損故障。對無防塵蓋的滾動軸承，雜質(zhì)易進入，應(yīng)進行清洗；對只有輕微銹蝕的軸承，可在煤油中清洗，然后烘干，再加潤滑脂或滴人儀表油；若軸承磨損嚴重，須更換同型號的新軸承。,4 離心開關(guān)故障的

21、判斷方法 當(dāng)單相分相式異步電動機的轉(zhuǎn)速達到同步轉(zhuǎn)速的 75一80時，離心開關(guān)應(yīng)動作，將副繞組切除。但有時離心開關(guān)觸點有質(zhì)量問題或因電流過大而將觸點熔焊在一起，這時離心開關(guān)不動作，電動機發(fā)生過熱現(xiàn)象，甚至燒毀繞組。離心開關(guān)故障的判斷方法是：在副繞組中串一電流表，當(dāng)接通電源后，若電動機不能啟動，但有“嗡嗡”聲，電流表中又沒有電流通過，這說明副繞組回路不通，可能是離心開關(guān)觸點沒接觸或副繞組開路造成的；若電動機正常啟動運行后，電流表中仍有電流指示，說明離心開關(guān)觸點熔焊在一起（粘連）了，這時可將觸點用細砂布磨光后，再對離心開關(guān)進行調(diào)整。,本章習(xí)題 一、填空題 1如果在單相異步電動機的定子鐵心上僅嵌有一繞

22、組，那么通人單相正弦交流電時，電動機氣隙中會產(chǎn)生 磁場，該磁場是沒有 的，但啟動后電動機就有轉(zhuǎn)而且轉(zhuǎn)矩的方向決定于 。 2為解決單相異步電動機的啟動問題，通常單相異步電動機定子上安裝兩套繞組，一套是 ，又稱主繞組；另一套是 ，又稱副繞組。它們的空間位置相差 電角度。 3單相電容啟動電動機在轉(zhuǎn)子靜止或轉(zhuǎn)速較低時，啟動開關(guān)處于 位置，啟動繞組和工作繞組一起接在單相電源上，獲得 。當(dāng)電動機轉(zhuǎn)速達到 時，啟動開關(guān) ，啟動繞組從電源上切除。,4電容電容啟動和運行式單相異步電動機的兩個電容器中容量較大的是 。兩只電容 聯(lián)后與啟動繞組 聯(lián)。 5凸極式單相罩極異步電動機定子鐵心通常用 疊成，每極在 處開個小槽，在較小的部分極面上套有 。當(dāng)勵磁繞組通入 時，磁極之間形成一個 磁場而使電動機獲得啟動轉(zhuǎn)矩。 6要使單相電容啟動異步電動機反轉(zhuǎn)時，可把工作繞組或啟動繞組中任意