采用单相交流电源的异步电动机称为单相异步电动机。单相异步电动机由于只需要单相交流电,故使用方便、应用广泛,并且有结构简单、成本低廉、噪声小、对无线电系统干扰小等优点,因而常用在功率不大的家用电器和小型动力机械中,如电风扇、洗衣机、电冰箱、空调、抽油烟机、电钻、医疗器械、小型风机及家用水泵等。

1.单相异步电动机的分类

 

1、电阻起动式

它的定子嵌有主相绕组和副相绕组,这两个绕组和轴线在空间成90度电角度。副相绕组一般是串入一个外加电阻经过离心开头,与主相绕组并连,并一起接入电源。当电动机起动到转速达到同步转速的75%~80%时,离心器打开,离心开关片触点断电。

2、电容起动式

它与单相电阻起动电动机基本上是相同的,在定子上也有主相,副相成90度电角度的两套绕组。副绕组与外接电容器接入离心开关,与主绕组并连,并一起接入电源,同样在达到同步转速的的75%~80%时,副相绕组被切去,成为一台单相电动机。这种电动机的功率为120W~750W。

3、电容运转式

这种电动机的定子绕组同样也是两套绕组,而且结构基本上相同的,电容运转电动机的运行技术指标较之前其它形式运转的电动机要好些。虽然有较好的运转性能,但是起动性能比较差,即起动转矩较低,而且电动机的容量越大,起动转矩与额定转矩的比值越小。因此,电容运转电动机的容量做的都不大,一般都小于180W的范围内。

4、单相电容起动和运转异步电动机

这种电动机在副相绕组中接入两个电容,其中一个电容通过离心开关,在起动完了之后就切断电源;另一个则始终参与副绕组的工作。这二个电容器中,起动电容器的容量大,而运转电容的容量小。这种单相电容起动和运转的电动机,综合单相电容起动和电容运转电动机的优点,所以这种电动机具有比较好的起动性能和运转性能,在相同的机座号,功率可以提高1~2个容量等级,功率可以达到1.5~2.2kW。

5、单相罩极式

它是一种结构简单的异步电动机,一般采用凸极定子,主绕组是一个集中绕组,而副相绕组是一个单匝的短路环,称为罩级线圈。这种电动机的性能较差,但是由于结构牢固,价格便宜,所以这种电动机的生产量还是很大的,但是输出功率一般不超过20W。

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2.单相异步电动机的工作原理

 

交流电机中,当定子绕组通过交流电流时,建立了电枢磁动势,它对电机能量转换和运行性能都有很大影响。所以单相交流绕组通入单相交流产生脉振磁动势,该磁动势可分解为两个幅值相等、转速相反的旋转磁动势和,从而在气隙中建立正转和反转磁场和。这两个旋转磁场切割转子导体,并分别在转子导体中产生感应电动势和感应电流 。

该电流与磁场相互作用产生正、反电磁转矩。正向电磁转矩企图使转子正转;反向电磁转矩企图使转子反转。这两个转矩叠加起来就是推动电动机转动的合成转矩。

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3.单相异步电动机的结构特点及用途

 

异步电动机的基本特点是,转子绕组不需与其他电源相连,其定子电流直接取自交流电力系统;与其他电机相比,异步电动机的结构简单,制造、使用、维护方便,运行可靠性高,重量轻,成本低。

单相异步电动机功率小,主要制成小型电机。它的应用非常广泛,如家用电器(洗衣机、电冰箱、电风扇)、电动工具(如手电钻)、医用器械、自动化仪表等。

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