单相异步电动机

电机与电气控制电机与电气控制第第9章章 单相异步电动机单相异步电动机 内容提要内容提要:v单相异步电动机结构特点、工作原理、不同启动方单相异步电动机结构特点、工作原理、不同启动方法v单相正弦绕组的分布规律单相正弦绕组的分布规律v同步电动机的结构特点、工作原理同步电动机的结构特点、工作原理v同步电动机不同启动方法、功率因数的调整同步电动机不同启动方法、功率因数的调整电机与电气控制电机与电气控制9.1 单单相异步相异步电动电动机的机的结结构特点构特点9.1.1 单相异步相异步电动机的定子机的定子1定子定子铁芯芯2定子定子绕组 图图9.1 分相电动机定子分相电动机定子 图图9.2 单相凸极式罩极异步电动机单相凸极式罩极异步电动机 绕组分布示意图绕组分布示意图 结构示意图结构示意图3 机座机座电机与电气控制电机与电气控制9.1 单单相异步相异步电动电动机的机的结结构特点构特点9.1.2 单相异步相异步电动机机转子子图图9.3 单相异步电动机的结构单相异步电动机的结构电机与电气控制电机与电气控制9.1 单单相异步相异步电动电动机的机的结结构特点构特点9.1.3 气隙气隙 9.1.4 单相异步相异步电动机的型号机的型号电机与电气控制电机与电气控制9.2 单单相异步相异步电动电动机工作原理机工作原理 9.2.1 单相异步相异步电动机的脉振磁机的脉振磁场图图9.4 单相绕组产生的脉振磁场单相绕组产生的脉振磁场 电机与电气控制电机与电气控制9.2 单单相异步相异步电动电动机工作原理机工作原理9.2.2 单相异步相异步电动机的工作原理机的工作原理图图9.5 单相异步电动机的单相异步电动机的T-S曲线曲线电机与电气控制电机与电气控制9.2 单单相异步相异步电动电动机工作原理机工作原理9.2.3 单相异步相异步电动机旋机旋转磁磁场的的产生生图图9.6 两相绕组产生的旋转磁场两相绕组产生的旋转磁场电机与电气控制电机与电气控制9.2 单单相异步相异步电动电动机工作原理机工作原理9.2.3 单相异步相异步电动机旋机旋转磁磁场的的产生生电机与电气控制电机与电气控制9.3 单相分相式异步电动机单相分相式异步电动机9.3.1 单相相电阻（分相）启阻（分相）启动异步异步电动机机1接线图2启动原理图图9.8 单相电阻启动异步电动机接线及向量图单相电阻启动异步电动机接线及向量图电机与电气控制电机与电气控制9.3 单相分相式异步电动机单相分相式异步电动机9.3.1 单相相电阻（分相）启阻（分相）启动异步异步电动机机3单相电阻（分相）启动异步电动机的应用电机与电气控制电机与电气控制9.3 单相分相式异步电动机单相分相式异步电动机9.3.2 单相相电容（分相）启容（分相）启动异步异步电动机机图图9.10 单相电容启动异步电动机接线及向量图单相电容启动异步电动机接线及向量图电机与电气控制电机与电气控制9.3 单相分相式异步电动机单相分相式异步电动机9.3.3 单相相电容运容运转异步异步电动机机图图9.11 单相电容运转异步电动机接线图单相电容运转异步电动机接线图电机与电气控制电机与电气控制9.3 单相分相式异步电动机单相分相式异步电动机9.3.4 单相双相双值电容异步容异步电动机机1接接线图 图图9.12 单相电容启动及运转异步电动机接线图单相电容启动及运转异步电动机接线图 2单相双相双值电容异步容异步电动机工作原理机工作原理电机与电气控制电机与电气控制9.4 单单相罩极式异步相罩极式异步电动电动机机9.4.1 单相凸极式罩极异步相凸极式罩极异步电动机的机的结构构9.4.2 单相凸极式罩极异步相凸极式罩极异步电动机的工作原理机的工作原理图图9.13 罩极电动机旋转磁场的形成罩极电动机旋转磁场的形成电机与电气控制电机与电气控制9.4 单单相罩极式异步相罩极式异步电动电动机机9.4.1 单相凸极式罩极异步相凸极式罩极异步电动机的机的结构构9.4.2 单相凸极式罩极异步相凸极式罩极异步电动机的工作原理机的工作原理图图9.13 罩极电动机旋转磁场的形成罩极电动机旋转磁场的形成9.4.3 单相罩极式异步相罩极式异步电动机的机的应用用 电机与电气控制电机与电气控制9.5 三相异步三相异步电动电动机的机的单单相运行相运行图图9.14 三相异步电动机单相运行三相异步电动机单相运行图图9.15 三相异步电动机改接成单相异步电动机接线图三相异步电动机改接成单相异步电动机接线图 电机与电气控制电机与电气控制9.5 三相异步三相异步电动电动机的机的单单相运行相运行9.5.1 Y接法的三相接法的三相电机改接机改接为单相使用相使用9.5.2 D()接法的三相接法的三相电机改接机改接为单相使用相使用1电动机机绕组中并入的工作中并入的工作电容容C12启启动电容容C2例例9.1 一台一台Y2-90L-4型电动机，型电动机，PN=1.5kW，UN=380V，IN=3.7A，N=78%，=0.79。

若将该电动机接在若将该电动机接在220V单相电源上运行，试确定并单相电源上运行，试确定并入的工作电容入的工作电容C1和启动电容和启动电容C2的电容值？的电容值？解：解：电机与电气控制电机与电气控制9.5 三相异步三相异步电动电动机的机的单单相运行相运行9.5.1 Y接法的三相接法的三相电机改接机改接为单相使用相使用9.5.2 D()接法的三相接法的三相电机改接机改接为单相使用相使用1电动机机绕组中并入的工作中并入的工作电容容C12启启动电容容C2例例9.1 一台一台Y2-90L-4型电动机，型电动机，PN=1.5kW，UN=380V，IN=3.7A，N=78%，=0.79若将该电动机接在若将该电动机接在220V单相电源上运行，试确定并单相电源上运行，试确定并入的工作电容入的工作电容C1和启动电容和启动电容C2的电容值？的电容值？解：解：(F)工作电容的耐压为：工作电容的耐压为：(V)启动电容为：启动电容为：(F)电机与电气控制电机与电气控制9.6 单单相异步相异步电动电动机的机的调调速速 9.6.1 串串联电抗器降抗器降压调速速电机与电气控制电机与电气控制9.6 单单相异步相异步电动电动机的机的调调速速 9.6.2 电动机机绕组抽抽头调速速图图9.17 单相异步电动机绕组抽头调速线路图单相异步电动机绕组抽头调速线路图 电机与电气控制电机与电气控制9.7 单单相异步相异步电动电动机的机的绕组绕组9.7.1 单相相电阻分相启阻分相启动和和电容分相启容分相启动异步异步电动机的定子机的定子绕组1工作绕组与启动绕组所占槽数ZU、ZV2工作绕组U1-U2与启动绕组V1-V2匝数比3工作绕组U1-U2与辅助绕组V1-V2导线截面积之比 电机与电气控制电机与电气控制9.7 单单相异步相异步电动电动机的机的绕组绕组9.7.2 单相相单层同心式同心式绕组例例9.2 一台单相电容启动异步电动机，一台单相电容启动异步电动机，Z1=24槽，槽，2P=4极，支路数极，支路数a=1，试绕制单层同心式绕组，试绕制单层同心式绕组.解：解：电机与电气控制电机与电气控制9.7 单单相异步相异步电动电动机的机的绕组绕组9.7.2 单相相单层同心式同心式绕组例例9.2 一台单相电容启动异步电动机，一台单相电容启动异步电动机，Z1=24槽，槽，2P=4极，支路数极，支路数a=1，试绕制单层同心式绕组，试绕制单层同心式绕组.解：（解：（1）绕组数据的计算。

绕组数据的计算极距：极距：工作绕组槽数：工作绕组槽数：启动绕组槽数：启动绕组槽数：工作绕组每极下槽数：工作绕组每极下槽数：启动绕组每极下槽数：启动绕组每极下槽数：槽距角：槽距角：电机与电气控制电机与电气控制9.7 单单相异步相异步电动电动机的机的绕组绕组9.7.2 单相相单层同心式同心式绕组例例9.2 一台单相电容启动异步电动机，一台单相电容启动异步电动机，Z1=24槽，槽，2P=4极，支路数极，支路数a=1，试绕制单层同心式绕组，试绕制单层同心式绕组.解：（解：（2）各相槽号划分如图所示各相槽号划分如图所示U相：1、2、3、4；7、8、9、10；13、14、15、16；19、20、21、22V相：5、6；11、12；17、18；23、24图图9.18 24槽槽4极单相电容启动异步电动机绕组槽号的划分极单相电容启动异步电动机绕组槽号的划分 电机与电气控制电机与电气控制9.7 单单相异步相异步电动电动机的机的绕组绕组9.7.2 单相相单层同心式同心式绕组例例9.2 一台单相电容启动异步电动机，一台单相电容启动异步电动机，Z1=24槽，槽，2P=4极，支路数极，支路数a=1，试绕制单层同心式绕组，试绕制单层同心式绕组.解：（解：（3）U相绕组展开图。

工作绕组相绕组展开图工作绕组U1-U2的连接规律，的连接规律，采用头接头，尾连尾，如图采用头接头，尾连尾，如图9.19（b）所示4）启动绕组）启动绕组V1-V2展开图启动绕组展开图启动绕组V1-V2与工作绕与工作绕组组U1-U2应相距应相距90电角度，即相隔电角度，即相隔3个槽，个槽，U相绕组相绕组首端从首端从3号槽进，尾端从号槽进，尾端从21号槽出；而号槽出；而V相绕组首端相绕组首端从从(3+3)6号槽进，尾端从号槽进，尾端从(21+3)24号槽出启动号槽出启动绕组绕组V1-V2的连接规律则与工作绕组的连接规律则与工作绕组U1-U2的连接规的连接规律相同，如图律相同，如图9.19（c）所示电机与电气控制电机与电气控制9.7 单单相异步相异步电动电动机的机的绕组绕组电机与电气控制电机与电气控制9.7 单单相异步相异步电动电动机的机的绕组绕组9.7.3 单相电容运转和双值电容异步单相电容运转和双值电容异步电动机绕组电动机绕组例例9.3 一台用于单相电容运转异步电动机一台用于单相电容运转异步电动机，Z1=24槽，槽，2P=4极，支路数极，支路数a=1，采用单层同心式绕组，试说，采用单层同心式绕组，试说明连接规律。

明连接规律解：（解：（1）绕组数据的计算绕组数据的计算极距：工作绕组及辅助绕组槽数：工作绕组及辅助绕组极距：工作绕组及辅助绕组槽数：工作绕组及辅助绕组每极下槽数：槽距角：每极下槽数：槽距角：电机与电气控制电机与电气控制9.7 单单相异步相异步电动电动机的机的绕组绕组9.7.3 单相电容运转和双值电容异步单相电容运转和双值电容异步电动机绕组电动机绕组例例9.3 一台用于单相电容运转异步电动机一台用于单相电容运转异步电动机，Z1=24槽，槽，2P=4极，支路数极，支路数a=1，采用单层同心式绕组，试说，采用单层同心式绕组，试说明连接规律明连接规律解：解：电机与电气控制电机与电气控制9.7 单单相异步相异步电动电动机的机的绕组绕组9.7.3 单相电容运转和双值电容异步单相电容运转和双值电容异步电动机绕组电动机绕组例例9.3 一台用于单相电容运转异步电动机一台用于单相电容运转异步电动机，Z1=24槽，槽，2P=4极，支路数极，支路数a=1，采用单层同心式绕组，试说，采用单层同心式绕组，试说明连接规律明连接规律解：（解：（1）绕组数据的计算绕组数据的计算极距：极距：工作绕组及辅助绕组槽数：工作绕组及辅助绕组槽数：工作绕组及辅助绕组每极下槽数：工作绕组及辅助绕组每极下槽数：槽距角：槽距角：电机与电气控制电机与电气控制9.7 单单相异步相异步电动电动机的机的绕组绕组9.7.3 单相电容运转和双值电容异步单相电容运转和双值电容异步电动机绕组电动机绕组例例9.3 一台用于单相电容运转异步电动机一台用于单相电容运转异步电动机，Z1=24槽，槽，2P=4极，支路数极，支路数a=1，采用单层同心式绕组，试说，采用单层同心式绕组，试说明连接规律。

明连接规律解解：（：（2）各相槽号的划分各相槽号的划分如图所示各相槽号的划分各相槽号的划分如图所示U相：相：1、2、3；7、8、9；13、14、15；19、20、21V相：相：4、5、6；10、11、12；16、17、18；22、23、24电机与电气控制电机与电气控制9.7 单单相异步相异步电动电动机的机的绕组绕组9.7.3 单相电容运转和双值电容异步单相电容运转和双值电容异步电动机绕组电动机绕组例例9.3 一台用于单相电容运转异步电动机一台用于单相电容运转异步电动机，Z1=24槽，槽，2P=4极，支路数极，支路数a=1，采用单层同心式绕组，试说，采用单层同心式绕组，试说明连接规律明连接规律解：（解：（3）U相绕组展开图工作绕组相绕组展开图工作绕组U1-U2的连接规律，的连接规律，采用头接头，尾连尾的交叉链式绕组，可节省铜线，采用头接头，尾连尾的交叉链式绕组，可节省铜线，如图如图9.21（b）所示4）辅助绕组）辅助绕组V1-V2连接规律辅助绕组连接规律辅助绕组V1-V2与工作与工作绕组应相距绕组应相距90电角度，即相隔电角度，即相隔3个槽，个槽，U相绕组首相绕组首端端U1从号槽进，尾端从号槽进，尾端U2从号槽出；则从号槽出；则V相绕组首端相绕组首端V1从从(2+3)5号槽进，尾端号槽进，尾端V2从从24号槽出。

辅助绕组号槽出辅助绕组V1-V2的连接规律与工作绕组的连接规律与工作绕组U1-U2的连接规律相同，的连接规律相同，如图如图9.21（c）所示电机与电气控制电机与电气控制9.7 单单相异步相异步电动电动机的机的绕组绕组电机与电气控制电机与电气控制9.7 单单相异步相异步电动电动机的机的绕组绕组9.7.4 单相正弦相正弦绕组1正弦正弦绕组的构成的构成 图图9.22 单相异步电动机正弦绕组分布单相异步电动机正弦绕组分布电机与电气控制电机与电气控制9.7 单单相异步相异步电动电动机的机的绕组绕组9.7.4 单相正弦相正弦绕组2正弦正弦绕组的分布的分布规律律3正弦正弦绕组分布分布举例例电机与电气控制电机与电气控制9.7 单单相异步相异步电动电动机的机的绕组绕组9.7.4 单相正弦相正弦绕组图图9.23 单相洗衣机电动绕组展开图单相洗衣机电动绕组展开图电机与电气控制电机与电气控制9.7 单单相异步相异步电动电动机的机的绕组绕组9.7.4 单相正弦相正弦绕组图图9.24 单相电容运转异步电动机（吊扇）绕组展开图单相电容运转异步电动机（吊扇）绕组展开图电机与电气控制电机与电气控制9.8 单单相异步相异步电动电动机常机常见见故障及故障及维维修修 9.8.1 单相异步相异步电动机常机常见故障与三相异步故障与三相异步电动机常机常见故障的区故障的区别（1）单相异步电动机设有启动装置（如离心式开关、）单相异步电动机设有启动装置（如离心式开关、启动继电器等）。

启动继电器等）2）单相异步电动机定子铁芯中不仅嵌有工作绕组，）单相异步电动机定子铁芯中不仅嵌有工作绕组，而且还嵌有启动绕组，配有启动电容器而且还嵌有启动绕组，配有启动电容器3）单相异步电动机功率小，定子、转子之间气隙小单相异步电动机功率小，定子、转子之间气隙小电机与电气控制电机与电气控制9.8 单单相异步相异步电动电动机常机常见见故障及故障及维维修修 9.8.2 单相异步相异步电动机常机常见故障及故障及维修方法修方法单相异步电动机常见故障及维修方法见表单相异步电动机常见故障及维修方法见表9.4所列电机与电气控制电机与电气控制本本 章章 小小 结结 。