单相异步电动机结构与工作原理.pdf

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1、第一章单相异步电动机结构与工作原理一基本结构与分类单相异步电动机只需单相交流电源供电，因而应用非常广泛。如，小型机床、轻工设备、医疗机械、家用电器、电动工具、农用水泵、仪器仪表等众多领域。优点：使用方便、结构简单、运行可靠、价格低廉、维护方便等等，与三相异步电机相比，缺点为体积稍大、性能稍差。
单相异步电动机的基本类型单相异步电动机根据起动方法或运行方式的不同，可以分为以下几类单相电阻起动异步电动机单相电容起动异步电动机单相电容运转异步电动机单相电容起动和运转异步电动机单相罩极式异步电动机
基本结构单相异步电动机包括定子和转子两部分，其中定子由绕组和铁心组成。铁心一般由0.

2、5mm的硅钢片叠压而成。绕组分为主绕组和副绕组，主绕组又称工作绕组，副绕组又称起动绕组或辅助绕组。单相异步电动机的转子也由铁心和绕组组成。其中铁心也由0.5mm的硅钢片叠压而成，绕组常为铸铝笼型。二单相异步电动机的工作原理最简单的二相定子绕组如下所示，在绕组中通过的二相对称电流的变化规律为i=Icoswtmm°i=Icos(wt+90)am二相电流随时间变化的曲线如下图所示两极旋转磁场产生的示意图如下所示由上述分析可以得出以下结论：I.一组空间分布相差90°电角度的二相绕组在通以二相对称交流电时，产生一旋转磁场II.旋转磁场的转向与两相绕组在空间的位置和绕组中的电流相序有关III.旋

3、转磁场的转速与电流的频率有一定的关系其中同步转速为工作原理如下方框图所示旋转磁场转子绕组电势转子绕组电流电磁转矩转子旋转广泛使用的单相电容运转异步电动机和单相电容起动和运转异步电动机如下图所示第二章单相异步电动机的绕组与磁势一绕组磁势单相异步电动机的绕组按层数分为单层、双层；按端接分为单层同心式、单层交叉式、单层链式和双层叠绕组；按槽内导体分布分为几种绕组、分布绕组和正弦绕组等。
单层同心式绕组例2-1已知定子槽数Q1=24，极数p=4，画出单层同心式绕Q24组展开图。1t===6p4解极距°p´180°a==3024槽距角主绕组占2/3，等于4个槽，120°相带。副绕组占1/3,等

4、于2个槽，为60°相带，两绕组相距3个槽，即90°电角度。该单层同心式绕组的展开图如下所示对于电容运转异步电动机，主副绕组都长期工作，故通常两绕组所占槽数相等。例2-2已知定子槽数Q1=16，极数p=2，画出单层同心式绕组展开图。解极距Q1168t===p2°p´180°槽距角a==22.5Q1主绕组占1/2,即4个槽，即90°相带，副绕组占1/2,即4个槽，即90°相带。两相绕组轴线相距4个槽，即90°电角度。该单层同心式绕组展开图如下所示
单层链式绕组可以根据例2-1绕组的数据画制绕组展开图。其中定子槽数Q1=24，极数p=4。单层链式然组的线圈形式有如链型，这种绕组的节距必须为

5、奇数。如下图所示的单层链式绕组展开图Y=5。
单层交叉式绕组同样可以根据上述单相同心式绕组的数据画出绕组展开图，联成的单层交叉式绕组如下图所示。单层交叉式绕组的两线圈端部叉开朝不同方向排列，这种绕组的节距为偶数，下图所示Y=6。
双层叠绕组双层叠绕组是把定子每个槽分为上、下两层，上层嵌放在一个线圈的圈边，下层嵌放在另一个线圈的圈边。例2-3一台300mm台扇，定子槽数Q1=8,转子槽数Q2=17，极数p=4，画出双层叠绕组展开图。Q8解极距12t===p4°p´180°槽距角a==90Q1主绕组占1/2,即1个槽，90°相带，副绕组占1/2,即1个槽，90°相带。这样可以联成双层绕组

6、，取线圈的节距为整距y=2，如下图所示如果短距设计得当，可以削弱谐波磁势，改善磁势波形。例如：一台定子槽数Q1=12，极数p=2，采用缩短1/3极距的短距绕组，即取线圈节距y=4，画制双层短距绕组展开图如下所示二单相绕组磁势单相绕组通以交流电流，产生脉振磁势FFfxt(,)Fcoscos=xwt=cos(x-wt)+cos(x+wt)22其中正向旋转磁势和反向旋转磁势分别为Ff(,)xt=cos(x-wt)+2Ff(,)xt=cos(x+wt)-2如果转子转速为n，对应正序转矩T+的转差率为nn-1s==s+n1nn+1而对应负序转矩T-的转差率为s-==-2sn1正序旋转磁场产生的

7、转矩使转子顺着正序旋转磁场方向旋转，而负序旋转磁场产生的转矩使转子顺着负序旋转磁场方向旋转，正负序转矩与转差率的关系如下图所示单相异步电动机的转矩、效率、功率密度比三相异步电动机低的主要原因是存在负序磁场。三两相绕组的磁势两相绕组通以两相交流电流，下图为起动绕组回路串入电容的单相异步电动机原理图即两相绕组通入电流和外施电压的向量关系。其中，主绕组磁势°f=Fcos(x-90)cos(wqt-)mmFm°Fm°=cos[(x-wt)(+-q90)]+cos[