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单相异步电动机是什么,单相异步电动机的结构与原理

2023-05-27 08:54:13

有关单相异步电动机的结构与原理,单相异步电动机的结构与工作原理和三相异步电动机类似,单相异步电动机的结构包括铁心、绕组、轴承等。单相异步电动机的结构与原理

单相异步电动机(即单相感应电动机)仅一相定子绕组由单相交流电源供电的异步电动机,称为单相异步电动机。其主要结构和工作原理都和三相异步电动机类似,在工农业、医疗和家用电器等方面被广泛使用。最常见的如风扇、吹风机、洗衣机、吸尘器和电冰箱等所用的电机,均属于这类电机。附1,单相异步电动机的基本原理一、单相异步电动机的结构单相异步电动机中,专用电机占有很大比例,它们的结构各有特点,形式繁多。但就其共性而言,电动机的结构都由固定部分---定子、转动部分----转子、支撑部分---端盖和轴承等三大部分组成。1、机座 2、铁心 3、绕组4、端盖 5、轴承 6、离心开关或起动继电器和PTC起动器 7、铭牌1、机座机座结构随电动机冷却方式、防护型式、安装方式和用途而异。按其材料分类,有铸铁、铸铝和钢板结构等几种。铸铁机座,带有散热筋。机座与端盖联接,用螺栓紧固。铸铝机座一般不带有散热筋。钢板结构机座,是由厚为1.5-2.5毫米的薄钢板卷制、焊接而成,再焊上钢板冲压件的底脚。有的专用电动机的机座相当特殊,如电冰箱的电动机,它通常与压缩机一起装在一个密封的罐子里。而洗衣机的电动机,包括甩干机的电动机,均无机座,端盖直接固定在定子铁心上。 

2、铁心

铁心包括定子铁心和转子铁心,作用与三相异步电动机一样,是用来构成电动机的磁路。

3、绕组

单相异步电动机定子绕组常做成两相:主绕组(工作绕组)和副绕组(启动绕组)。两种绕组的中轴线错开一定的电角度。

为了改善启动性能和运行性能。定子绕组多采用高强度聚脂漆包线绕制。

转子绕组一般采用笼型绕组。常用铝压铸而成。

4、端盖

相应于不同的机座材料、端盖也有铸铁件、铸铝件和钢板冲压件。

5、轴承

轴承有滚珠轴承和含油轴承。

6、离心开关或起动继电器和PTC起动器

(1)离心开关

在单相异步电动机中,除了电容运转电动机外,在起动过程中,当转子转速达到同步转速的70%左右时,常借助于离心开关,切除单相电阻起动异步电动机和电容起动异步电动机的起动绕组,或切除电容起动及运转异步电动机的起动电容器。离心开关一般安装在轴伸端盖的内侧。

(2)起动继电器

有些电动机,如电冰箱电动机,由于它与压缩机组装在一起,并放在密封的罐子里,不便于安装离心开关,就用起动继电器代替。

继电器的吸铁线圈串联在主绕组回路中,起动时,主绕组电流很大,衔铁动作,使串联在副绕组回路中的动合触点闭合。

于是副绕组接通,电动机处于两相绕组运行状态。随着转子转速上升,主绕组电流不断下降,吸引线圈的吸力下降。

当到达一定的转速,电磁铁的吸力小于触点的反作用弹簧的拉力,触点被打开,副绕组就脱离电源。

(3)PTC起动器

最新式的启动元件是“PTC”,它是一种能“通”或“断”的热敏电阻。PTC热敏电阻是一种新型的半导体元件,可用作延时型起动开关。

使用时,将PTC元件与电容起动或电阻起动电机的副绕组串联。

在起动初期,因PTC热敏电阻尚未发热,阻值很低,副绕组处于通路状态,电机开始起动。随着时间的推移,电机的转速不断增加,PTC元件的温度因本身的焦耳热而上升,当超过居里点Tc(即电阻急剧增加的温度点),电阻剧增,副绕组电路相当于断开,但还有一个很小的维持电流,并有2-3瓦的损耗,使PTC元件的温度维持在居里点Tc值以上。

当电机停止运行后,PTC元件温度不断下降,约2-3分钟其电阻值降到Tc点以下,这时有可以重新启动,这一时间正好是电冰箱和空调机所规定的两次开机间的停机时间。

PTC起动器的优点:无触点、运行可靠、无噪无电火花,防火、防爆性能好。且耐振动、耐冲击、体积小、重量轻、价格低。

7、铭牌

包括:电机名称、型号、标准编号、制造厂名、出厂编号、额定电压、额定功率、额定电流、额定转速、绕组接法、绝缘等级等。

二、单相异步电动机的工作原理

当给三相异步电动机的定子三相绕组通入三相交流电时,会形成一个旋转磁场,在旋转磁场的作用下,转子将获得启动转矩而自行启动。

当三相异步电动机通入单相交流电时就不能产生旋转磁场。

单相异步电动机定子绕组通入单相交流电时产生的磁场情况。

如下图,为一台简单的单相异步电动机原理图,定子铁心上布置有单相定子绕组,转子为鼠笼结构。

电流正半周产生的磁场 电流负半周产生的磁场

当向单相异步电动机的定子绕组中通入单相交流电后,由上图可见,当电流在正半周及负半周不断交变时,其产生的磁场大小及方向也在不断变化(按正弦规律变化),但磁场的轴线则沿纵轴方向固定不动,这样的磁场称为脉动磁场。

当转子静止不动时转子导体的合成感应电动势和电流为0,合成转矩为0,因此转子没有启动转矩。

故单相异步电动机如果不采取一定的措施,单相异步电动机不能自行启动,如果用一个外力使转子转动一下,则转子能沿该方向继续转动下去。


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