單相異步電動(dòng)機(jī)

概述

　　單相異步電動(dòng)機(jī)是一種將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置，通常單相異步電動(dòng)機(jī)容量都較小，只需單相電源供電，使用方便，廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)及生活電器等領(lǐng)域。典型應(yīng)用如：洗衣機(jī)、電風(fēng)扇、冰箱、空調(diào)、水泵、鼓風(fēng)機(jī)、榨汁機(jī)、豆?jié){機(jī)等。

　　結(jié)構(gòu)方面，普通的單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)與多相籠型電動(dòng)機(jī)類(lèi)似，除了定子繞組排列不同。單相繞組產(chǎn)生兩個(gè)相等的正向和反向旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)波,由于他們是對(duì)稱(chēng)的，當(dāng)電機(jī)靜止時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)大小相等方向正好相反的轉(zhuǎn)矩，這兩個(gè)轉(zhuǎn)矩相互抵消使馬達(dá)本身沒(méi)有合成起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，此時(shí)如果采用輔助手段使電機(jī)起動(dòng)起來(lái)后，將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)沿著起動(dòng)方向的合成轉(zhuǎn)矩（此轉(zhuǎn)矩非零），從而使電機(jī)持續(xù)地運(yùn)轉(zhuǎn)下去。單相異步電動(dòng)機(jī)通常使用雙旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)理論來(lái)分析。

　　單相異步電動(dòng)機(jī)主要分為以下幾類(lèi)：

• 　　電阻起動(dòng)單相異步電動(dòng)機(jī)

• 　　電容起動(dòng)單相異步電動(dòng)機(jī)

• 　　電容運(yùn)轉(zhuǎn)單相異步電動(dòng)機(jī)

• 　　雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)

• 　　罩極單相異步電動(dòng)機(jī)

電阻起動(dòng)單相異步電動(dòng)機(jī)

概述

　　電阻起動(dòng)單相異步電動(dòng)機(jī)的定子有兩套繞組，一套是主繞組也叫運(yùn)行繞組，另一套是副繞組，也叫起動(dòng)繞組。它們一般在空間上相差{\displaystyle 90^{\circ}}90^\circ電角度。副繞組通過(guò)一個(gè)起動(dòng)開(kāi)關(guān)和主繞組并接到單相電源上。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速上升到同步速的{\displaystyle 75\%-80\%}{\displaystyle 75\%-80\%}時(shí)（此處使具體應(yīng)用，數(shù)值可能會(huì)不同），通過(guò)起動(dòng)開(kāi)關(guān)將副繞組切離電源，由主繞組單獨(dú)工作。常用的起動(dòng)開(kāi)關(guān),裝在電機(jī)軸上，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到同步速的{\displaystyle 75\%-80\%}{\displaystyle 75\%-80\%}時(shí)，依靠離心塊的離心力，克服彈簧的拉力或壓力，使動(dòng)觸頭與靜觸頭脫離接觸，切斷副繞組電路。另一種是起動(dòng)繼電器，常用的有電流型起動(dòng)繼電器。它的吸引線圈串聯(lián)在主繞組中，起動(dòng)時(shí)主繞的起動(dòng)電流較大，使繼電器動(dòng)作，電機(jī)的副繞組通過(guò)觸頭接到電源上。隨著轉(zhuǎn)速升高，主繞組中的電流減小，減小到一定程度時(shí)（視具體應(yīng)用而定），繼電器復(fù)位，副繞組的觸頭斷開(kāi)，脫離電源。

　　為使副繞組電阻與電抗值比值較高，使副繞組中的起動(dòng)電流在相位上超前于主繞組的起動(dòng)電流，通常采用如下措施：

• 　　用較細(xì)的銅線，以增大電阻

• 　　部分線圈反繞，以增大電阻減小電抗

• 　　用電阻率較高的鋁線

• 　　串聯(lián)一個(gè)外加電阻

原理

電容起動(dòng)單相異步電動(dòng)機(jī)

概述

　　電容起動(dòng)單相異步電動(dòng)機(jī)的副繞組與起動(dòng)電容器串聯(lián)經(jīng)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)與主繞組并接到單相電源上。副繞組回路呈容性，而主繞回路成感性,因此啟動(dòng)時(shí)副繞組的起動(dòng)電流較主繞組的起動(dòng)電流超前一個(gè)較大的角度。若電容器容量選擇適當(dāng)，可使副繞組電流剛好超前主繞組電流90度電角度，從而可得到比#電阻起動(dòng)單相異步電動(dòng)機(jī)更大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，同時(shí)起動(dòng)電流較小（與同容量電阻起動(dòng)單相異步電動(dòng)機(jī)相比而言）。

　　由于起動(dòng)電容器只在啟動(dòng)時(shí)使用，且通電時(shí)間不長(zhǎng)，而一般要求電容量較大，故常選用電解電容器。

原理

電容運(yùn)轉(zhuǎn)單相異步電動(dòng)機(jī)

概述

　　電容運(yùn)轉(zhuǎn)單相異步電動(dòng)機(jī)不僅在起動(dòng)時(shí)，在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)也是一個(gè)兩相電機(jī)。所以在運(yùn)行時(shí)氣隙中可以產(chǎn)生較強(qiáng)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，提高了他的運(yùn)行性能，因而，它的功率因素、效率、過(guò)載能力都都比#電阻起動(dòng)單相異步電動(dòng)機(jī)和#電容起動(dòng)單相異步電動(dòng)機(jī)好。由于副繞組需長(zhǎng)期運(yùn)行，故副繞組的電流密度應(yīng)與主繞組的電流密度接近，且和副繞組串聯(lián)的電容應(yīng)選耐壓較高的聚丙烯電容器。電容運(yùn)轉(zhuǎn)單相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能不如電容起動(dòng)單相異步電動(dòng)機(jī)，與其相比，它的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩低，起動(dòng)電流也大。

原理

雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)

概述

　　雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)的副繞組與兩個(gè)并聯(lián)的電容器串聯(lián)后與主繞組并接單相電源。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到同步速的{\displaystyle 75\%-80\%}{\displaystyle 75\%-80\%}時(shí)，通過(guò)起動(dòng)開(kāi)關(guān)將起動(dòng)電容器切離電源，而工作電容與副繞組繼續(xù)參與運(yùn)行。

　　其優(yōu)點(diǎn)是：

• 　　運(yùn)行及起動(dòng)性能都較好

• 　　電機(jī)噪音較小

　　其缺點(diǎn)是：

• 　　因有兩個(gè)電容和一個(gè)起動(dòng)開(kāi)關(guān)使其成本較高

原理

罩極單相異步電動(dòng)機(jī)

概述

　　罩極單相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)分為隱極式和凸極式兩種，其原理完全相同。隱極式具有分布繞組。凸極式每個(gè)極上具有集中繞組，極面約{\displaystyle{\frac{1}{3}}}\frac{1}{3}處開(kāi)有小槽。槽中放有短路環(huán)。短路環(huán)把部分磁極罩了起來(lái)，故稱(chēng)為罩極電機(jī)。罩極電機(jī)產(chǎn)生的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小，只能使用在輕載起動(dòng)的場(chǎng)合，即啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩小于額定轉(zhuǎn)矩0.5倍的情況下。當(dāng)因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，常用在小型風(fēng)扇，電唱機(jī)等起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小的場(chǎng)合。

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