电机与变压器教案(第16讲)

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1、《电机与变压器》第十六讲课题：单相异步电动机的原理、结构及分类授课课吋2节授课H期授课方式讲授提问作业题数2拟用时间0.5教学的1.掌握单相异步电动机的工作原理2.掌握单相异步电动机的启动方法3.掌握单相异步电动机的反转与调速的方法选用教具挂图模型、自制挂图重点、1.单相异步电动机的工作原理2.单相异步电动机的启动方法3.单相异步电动机的反转与调速的方法难占单相异步电动机的工作原理教学回顾导入课题复习：1、三相异步电动机的制动冇哪几种方法？2、三和绕线式异步电动机的调速有什么特点？导入课题：单相异步电动机是利用单相电源供电的一种小容量交流电动机。它具有结构简单、运行可靠、维修方便筹优

2、点，特别是可以直接用220V交流电源供电，所以得到广泛应用，例如风扇、洗衣机、冰箱、小型车床等。单相异步电动机的不足Z处是它与同容量的三相异步电动机相比较，体积较大，运行性能较差，效率较低。因此，一般只制成小型和微型系列，容量一般在儿瓦到儿白瓦之间。授课教师：黄文进教研组审阅:科审阅H期:一、讲授新课一、单相异步电动机的工作原理1、脉动磁场的分解和合成在三相异步电动机中曾讲到，向三相绕组通人三相对称交流电，则在定子与转子的气隙中会产生旋转磁场。当电源一相断开时，电动机就成了单相运行（也称为两相运行），气隙屮产生的是脉动磁场。单相异步电动机工作绕组通人单相交流电时，产生的也是一个脉动磁

3、场，脉动磁场的磁通大小随电流瞬吋值的变化而变化，但磁场的轴线空间位置不变，因此磁场不会旋转，当然也不会产生启动力矩。但这个磁场可以用矢量分解的方法分成两个大小相等（B］二B2）、旋转方向相反的旋转磁场。两个正、反向旋转的磁场就合成了时间上随正弦交流电变化的脉动磁场。a）单相电动机工作绕组的脉动磁场b）脉动磁场的分解图7-2单相异步电动机的转矩特性图7_1单相脉动磁场及其分解2、单相异步电动机的工作原理脉动磁场分解成两个大小相等（B1=B2）旋转方向相反的旋转磁场，这两个旋转磁场产生的转矩曲线如图7-2中的两条虚线所示。转矩曲线7；是顺时针旋转磁场产生的，转矩曲线耳是逆时针旋转磁场产生

4、的。在”二0处，两个力矩大小和等、方向相反，合力矩卩二0,在〃工0处，两个力矩大小不相等、方向相反，但合力矩TH0,说明单相绕组产生的脉动磁场是没有启动力矩的，但如果外加力矩使电动机启动，则启动后的电动机就冇力矩了，电动机正反向都可旋转，方向由所加的外力矩方向决定。上述分析说明了缺相的三相异步电动机不会自行启动的原因，也说明了运行中的三相异步电动机如缺相后仍会继续转动的原因，但缺相运行的三相异步电动机工作的两相绕组可能会流过超出额定值的电流，吋间稍长会过热损坏。3、两相旋转磁场（1）两相旋转磁场产生的条件为：1）定子在空间上有两个相差90°电角度的绕组；2）通入两绕组的电流在相位上相

5、差90°,两绕组产生的磁动势相等。（2）两相旋转磁场的转向两相旋转磁场的转向是从电流相位超前的绕组转向屯流相位落后的绕组。（2）两相旋转磁场的同步转速®:60f图7—补两相旋转磁场的产生R电流波形图b）旋转磁场二、单相异步电动机的分类根据获得启动转矩的方法不同，单相异步电动机的结构也存在较大弟异，主耍分为罩极式单相异步电动机和分相式单相异步电动机两人类。分相式单相杲步电动机乂分为电容分相式单相杲步电动机和电阻分相式单和异步电动机两种。（1）罩极式单相罩极式异步电动机，系列号为YJ。（2）电阻分相式电阻启动单相异步电动机，系列号为YUo（3）电容分相式又可分为电容运行单相异步电动机，系

6、列号为YY；电容启动单相步电动机，系列号为YC；双值电容单相异步电动机，系列号为YL1、分相式单相异步电动机分相式电动机常在定子上安装两套绕组，一套是工作绕组（或称主绕组），长期接通电源工作；另一套是启动绕组（或称为副绕组、辅助绕组），以产生启动转矩和固定电动机转向，两套绕组的空间位置相差90°电角度。根据启动方式的不同，可分为电阻启动和电容运行（电容）异步电动机。（1）电阻启动单相异步电动机①屯路图：如图a所示。②结构特点：定子铁心上嵌放两套绕组，空间位置上互差90°电角度。工作绕组LZ匝数多、导线较粗，可近似看成纯电感负载；启动绕组LF导线较细，又串有启动屯阻R,可近似看成纯电阻

7、性负载，通过电阻来分开两个支路电流的相位。③启动特点：节约了启动电容。启动时工作绕组、启动绕组同时工作，当转速达到额定值的80%左右时，启动开关断开，启动绕组从电源上切断。它具有小等启动转矩（一般为额定转矩的1.2〜2.2倍）,但启动电流较大。实际上许多电动机的启动绕组没有串联电阻R,而是设法增加导线电阻，从而使启动绕组本身就有较大的电阻。④运行特点：只冇工作绕组工作，它在电冰箱压缩机中得到广泛的应用。图a单相电阻启动电动机电路图图b单相电容运行异步电动机